Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den elektrischen Transporteigenschaften von Ladungsträgern in epitaktischem und polykristallinem CuGaSe2. CuGaSe2 ist ein Halbleiter aus der Klasse der Chalkopyrite, der als vielversprechendes Material für photovoltaische Anwendungen gilt. Daher sind besonders die elektrischen Eigenschaften unter Beleuchtung von besonderem Interesse. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein vorhandener Messaufbau für Hall-Messungen modifiziert, um Messungen unter Beleuchtung zu ermöglichen. Es zeigte sich, dass Hall-Messungen an CuGaSe2-Schichten durch zeitabhängige Effekte erschwert werden. Es wurden spannungsinduzierte Diffusion von Kupfer und persistente Photoleitfähigkeit beobachtet. Durch Erhitzen von CuGaSe2-Proben an Luft wurde Zwei-Pfad-Leitung ausgelöst. Durch Beschichtung mit CdS und Verwendung von kupferreichem Material gelang es, mittels Hall-Effekt untersuchbare Proben herzustellen. An polykristallinen CuGaSe2-Schichten auf Glas wurde beobachtet, dass sich natriumhaltige Substrate günstig auf die Leitfähigdkeit der Schichten auswirken. Es zeigte sich, dass die Aktivierungsenergie der Leitfähigkeit von natriumfreien Schichten wesentlich höher ist als die von natriumhaltigen. Gleichzeitig ist die Beweglichkeit in den natriumfreien Schichten geringer. Damit ist klar, dass Natrium nicht nur durch seinen, ebenfalls deutlich gezeigten, Einfluss auf die Korngrößen des Materials die Leitfähigkeit verändert, sondern auch eine direkte Wirkung auf die elektrischen Eigenschaften besitzt. Hierbei zeigt sich, das auch die Beweglichkeit in einem höheren Maße ansteigt, als dies durch eine Vergrößerung der Körner zu erwarten gewesen wäre. Die Beweglichkeit ist besonders groß bei der Verwendung von Substraten aus Soda-Lime- Glas. Die Möglichkeit der epitaktischen Abscheidung von CuGaSe2 auf GaAs erlaubte es, Transportmessungen ohne den störenden Einfluss von Korngrenzen durchzuführen. Hierbei zeigte sich einmal mehr, dass es sich bei CuGaSe2 um ein stark kompensiertes Material handelt. In Photo- Hall-Messungen an epitaktischem CuGaSe2 wurde beobachtet, dass die im Dunkeln festgestellte Kompensation unter Beleuchtung aufgehoben wird. Es wird davon ausgegangen, dass kompensierende donatorartige Defekte unter Beleuchtung umgewandelt werden.
In this thesis the electrical transport properties of epitaxial and polycrystalline CuGaSe2 are examined. CuGaSe2 is a semiconductor with chalkopyrite crystal structure and is considered to be a promising material for applications in photovoltaics. Therefore especially the electrical properties under illumination are of particular interest. In order to perform the studies an apparatus for Hall-measurements was modified to allow measurements under illumination. The measurements were influenced by time dependent effects. Field-induced diffusion of copper ions and persistent photoconductivity were encountered. Heating in the presence of air caused the CuGaSe2-samples to show 2-path- conduction. By covering the samples with CdS and the use of copper- rich material it was possible to produce samples that could be measured by the method of Hall-effect. Polycrystalline CuGaSe2-layers on glass showed that sodium containing substrates have a beneficial effect on the conductivity of the layers. It was noticed that the activation energies of the conductivity of sodium free layers are substantially higher then the energies of layers containing sodium. At the same time the mobility of the sodium containing layers is lower. Therefore sodium changes the conductivity not only by its influence on grain size but also has a direct effect on the electrical properties. It was found that the mobility was increasing more than it would have been expected from the bigger size of the grains. The mobility of layers on soda-lime-glass is especially large. The possiblity to deposit epitaxial layers of CuGaSe2 on GaAs enabled transport measurements without the influence of grain-boundaries. It was confirmed that CuGaSe2 is a heavily compensated material. In photo-Hall-measurements of epitaxial CuGaSe2 it was found that the compensation which is present at measurements in the dark is no longer there. It is assumed that compensating donor-like defects are modified under illumination.
