Variation der Substrattemperatur während der Abscheidung von Kupfer, Indium, Gallium und Selen für Dünnschichtsolarzellen

Abstract

In dieser Arbeit wurde der Einfluss unterschiedlicher Substratemperaturprofile während der CIGS Beschichtung untersucht. CIGS wurde auf Mo beschichtete Substratgläser in einem Inline System coverdampft. Im Anschluss wurden komplette Solarzellen aus den Proben gefertigt und untersucht. In drei Versuchsreihen wurde CIGS bei jeweils vier unterschiedlichen Substrattemperaturprofilen aufgedampft. In der ersten Versuchsreihe blieb die Temperatur während der Verdampfung weitgehend konstant. Es wurden Beschichtungen bei vier verschiedenen Substrattemperaturen durchgeführt. In den zwei weiteren Versuchsreihen wurde die Temperatur am Beginn der Deposition schrittweise verringert. Gegen Ende der Beschichtung wurden jedoch immer die üblichen hohen Substrattemperaturen erreicht. Aus allen Proben wurden Glas/Mo/CIGS/CdS/ZnO Solarzellen gefertigt. Die Schichtdicke und die Zusammensetzung der abgeschiedenen CIGS Schichten wurde gemessen und ausgewertet. Von den Solarzellen wurden Strom - Spannungskennlinien aufgenommen und Quanteneffizienzmessungen durchgeführt. Zusätzlich wurden von einigen Proben Bilder im Elektronenmikroskop erstellt.

In this work the influence of different substrate temperature profiles during CIGS deposition was examined. CIGS was co-evaporated on Mo coated glass substrates. Subsequently the samples were processed to complete solar cells. The solar cells and the CIGS layer were analysed. In three series of experiments CIGS was deposited. In each series four variations of the temperature profile have been applied. In the first series of experiments the temperature was kept constant. Four depositions at different temperatures were accomplished. In the two following series of experiments the starting temperature of the deposition was reduced stepwise. In the final series at the end of the deposition the usual high temperatures were reached. All samples were completed to glass/Mo/CIGS/CdS/ZnO solar cells. Thickness and composition of the CIGS layer were measured and evaluated. IV-analysis and Quantum efficiency measurements were carried out to characterize the solar cells. Additionally pictures of some samples were taken in the electron microscope.