dc.contributor.author
Gerhard, Andreas
dc.date.accessioned
2018-06-07T23:45:55Z
dc.date.available
2000-12-13T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/10950
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15148
dc.description
## Inhaltsverzeichnis
* Titel
* Inhalt
* Einleitung
* Grundlagen
* Material und Bauelemente
* Kristall- und Bandstruktur
* Herstellungsverfahren
* Stöchiometrieabweichungen bei CuGaSe
* Fremdphasen
* Stöchiometriebedingte Defekte
* Modellsysteme und die Realität
* Solarzellen - das fertige Bauteil
* Einzelschichten
* Heterostrukturen
* Stromtransport \- Methoden und Theorie
* Leitfähigkeit und Beweglichkeit
* Ladungsträgerkonzentration
* Der Hall-Effekt
* Temperaturabhängigkeit
* Mehrere Dotanden
* Beweglichkeit und Streumechanismen
* Störbandleitung
* Die Kapazität von Verarmungszonen
* Meßaufbau
* Meßablauf
* Kapazität
* Schottky-Kontakt
* p-n-Übergang
* Serienwiderstand
* Verlustmechanismen
* Störstellen in der Raumladungszone
* Störstellen an den Grenzflächen
* Struktur
* Grenzflächen \- AES-Spektroskopie
* Methoden zur Grenzflächenanalyse
* Oberflächenphase
* Heterogrenzflächen
* Pufferschicht
* Interdiffusion
* Kontakte
* Molybdän
* Gold
* Zusammenfassung
* Elektrische Eigenschaften
* Elektrisch wirksame Defekte - Admittanzspektroskopie
* Kapazitäts- und Leitfähigkeitsspektren
* Umrechnung in Störstellenspektren - eine kritische Bewertung
* Thermische Aktivierung
* Störstellendichte
* Einfluß des Emissionsparameters auf die Skalierung
* Die Meyer-Neldel Regel
* Qualitative Aussagen der Admittanzspektroskopie
* Epitaktische Solarzellen
* Polykristalline Solarzellen
* Zusammenfassung
* Dotierung \- Magnetotransport und Leitfähigkeit
* Epitaktische Filme
* Oberflächenphasen
* Komposition und elektrische Eigenschaften bei Raumtemperatur
* Temperaturverhalten von Proben mit Kupferüberschuß
* Einschränkungen bei polykristallinem Material
* Dünne polykristalline CuGaSe-Schichten
* Vergleich mit epitaktischen Schichten
* Einfluß des Kupferanteils
* Zusammenfassung
* Zusammenfassung
* Abkürzungen, Formelzeichen und Probenliste
* Literatur
* * *
dc.description.abstract
# Zusammenfassung
Chalkopyrite sind als Grundlage für die Herstellung hocheffizienter
Dünnschichtsolarzellen seit einiger Zeit kommerziell erfolgreich. Gleichzeitig
weist das Wissen um ihre physikalischen Eigenschaften, die diesen Erfolg
ermöglichen, erhebliche Lücken auf, was die Verbesserung der Zellen behindert.
Die Aufklärung grundlegender Materialparameter, wie die Dotierung und die
Konzentration tiefer Defekte einerseits, sowie ihr Verhalten in einer
Heterostruktur andererseits können wertvolle Hinweise auf
Verbesserungsmöglichkeiten geben.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde am Beispiel des
Kupfergalliumdiselenids (CuGaSe2) der morphologisch-chemische Aufbau von
Heterogrenzflächen und Metall-Halbleiterkontakten durch ortsaufgelöste
Augerelektronenanalysen an vollständigen Solarzellenstrukturen untersucht.
Dabei wurden Diffusionskoeffizienten von Kupfer und Selen in Galliumarsenid
und der von Gold in CuGaSe2 bestimmt.
Aus den Messungen der Admittanz als Funktion der Frequenz und Temperatur
konnten eine Reihe von qualitativen Korrelationen zwischen Defektdichten bei
verschiedenen Energien und den Leerlaufspannungen der Zellen gefunden werden:
Werden sowohl flache als auch tiefe Defekte in einer Reihe vergleichbarer
Zellen beobachtet, so steigt die Leerlaufspannung mit zunehmender Dichte des
flacheren Defekts an. Dies kann mit einer Modifikation der Bandverbiegung an
der Grenzfläche erklärt werden, die spannungsbegrenzende Effekte vermindert.
Eine allgemein gültige Grenzenergie zur Unterscheidung dieser beiden
Defektzustände kann aufgrund individuell zu bestimmender Energieskalen in
unterschiedlichen Materialien nicht angegeben werden.
Die grundlegenden Mechanismen der Dotierung und des Ladungstransportes wurden
durch Messungen des Hall-Effekts in epitaktischen Modellschichten untersucht.
Hohe Beweglichkeiten bei Raumtemperatur unterstreichen die hohe
Schichtqualität und damit ihre Eignung als Modell für die Untersuchung der
grundlegenden Materialeigenschaften. Aus den temperaturabhängigen
Beweglichkeitsverläufen konnten Rückschlüsse auf die
Ladungstransportmechanismen gezogen werden, aus der der Ladungsträgerdichte
konnte die Anregungsenergie des Majoritätsdotanden in CuGaSe2 bestimmt werden.
Durch die genaue Analyse der Temperaturverläufe wurde die effektive Masse von
Löchern in CuGaSe2, für die bislang nur eine ungefähre Abschätzung aufgrund
von Messungen an verwandten Materialien vorlag, präzisiert.
Bei dieser Analyse wurden Hinweise auf zwei unterschiedliche Akzeptorniveaus
und eine erhebliche Kompensation des Materials durch donatorische Zustände
gefunden.
de
dc.description.abstract
# Abstract
Thin film solar cells based on chalcopyrite absorbers are now commercially
available. However, the knowledge concerning their physical properties
enabeling this success is still lacking. The determination of basic material
parameters, like doping and deep level defect concentrations on the one hand
side, and their behaviour within heterostructures, on the other hand side can
give precious hints for further developement.
Within the scope of this work the following investigations were performed on
coppergalliumdiselenide as a typical chalcopyrite:
* To determine the morphology and chemical structure at the hetero- and metal-semiconductor interface, laterally resolved Auger Electron Spectroscopy was performed. Diffusion coefficients of copper and selenium in galliumarsenide and gold in CuGaSe2 were determined.
* From admittance measurements as a function of frequency and temperature qualitative correlations between defect concentrations at different activation energies and open circuit voltages of solar cells were found: If both, shallow and deep defects, are detected within the same sample, voltage increases with the concentration of the shallow defect. This can be explained by modifications of the band-bending at the interface, reducing voltage-limiting effects. A universal energy to separate this two defect level ranges cannot be given due to the individual determination of energy scale for each particular material system.
* The basic mechanisms of doping and charge transport were investigated by measurement of the Hall-effect on epitaxial layers. High mobilities at room-temperature show the high epitaxial quality and suitability as a model system for basic material properties. From the temperature dependence of the mobility the carrier transport mechanisms were deduced. From temperature dependence of the net carrier concentration the activation energy of the major dopand was calculated, as well as the effective mass of holes in CuGaSe2, where only rough estimates from related materials were available so far. Two distinct acceptor levels and significant compensation by donor type defects were found.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
CuGaSe2 Hall-effect Doping capacitance spectroscopy
dc.subject
72.20.Fr 72.20.Jv 72.40.+w
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::530 Physik::530 Physik
dc.title
Elektrische Defektspektroskopie an CuGaSe2 und verwandten
Halbleiterdünnschichten
dc.contributor.firstReferee
Prof.Dr. Martha Ch. Lux-Steiner
dc.contributor.furtherReferee
Prof.Dr. D. Bräunig
dc.date.accepted
2000-12-11
dc.date.embargoEnd
2000-12-21
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-2000001422
dc.title.translated
Electrical Defect Spectroscopy on CuGaSe2 and related Semiconductor Thin Films
en
refubium.affiliation
Physik
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000000237
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2000/142/
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000000237
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access