Modelluntersuchungen an Heterogrenzflächen von II-VI-Halbleitern

In dieser Arbeit wurden Untersuchungen zum Wachstum und der Grenzflächenbildung der beiden II-VI Verbindungshalbleiter CdS und CdTe durchgeführt. Im Mittelpunkt stand die Ermittlung des Einflusses der Substratorientierung, weshalb Schichten auf definierten Oberflächen von Einkristallen präpariert wurden. Als Substrate wurden CdS-Kristalle mit den Orientierungen (0001) und (1010) sowie CdTe-Kristalle mit den Orientierungen (111) und (110) verwendet, auf denen das jeweils andere Material durch thermisches Sublimieren im Ultrahochvakuum abgeschieden wurde. Charakterisiert wurden die Oberflächen bzw. Schichten mittels hochauflösender Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) am Synchrotron BESSY II (Berlin), Beugung niederenergetischer Elektronen (LEED) sowie der Rasterkraftmikroskopie (AFM). Die Untersuchungen ergaben, dass bei allen Substratorientierungen eine starke Wechselwirkung zwischen Schicht und Substrat existiert, die zu einem epitaktisch orientierten Wachstum führt, d.h. die Schichten wachsen in einer zum Substrat passenden Kristallrichtung. Dabei wurden jedoch deutliche Unterschiede im Bezug auf die Wachstumsraten und die Nukleation beobachtet. Unabhängig davon wurde für alle Grenzflächen eine konstante Bandanpassung von 1,03eV festgestellt

Copper (I) Oxide (Cu2O) based back contact for p-i-n CdTe solar cells

In this paper a promising solution for the notorious problem of manufacturing a stable low ohmic back contact of a CdTe thin film superstrate solar cell is presented without using elemental copper. Instead we have used a Cu2O layer inserted between the CdTe absorber and metal contact (Au). In contrast to the barrier free band alignment gained by using the transitivity rules, XPS measurements show a barrier in the valence band of the Cu2O layers directly after deposition, which results in a low performing JV curve. The contact can be improved by a short thermal treatment resulting in efficiencies superior to copper based contacts for standard CdS/CdTe hetero junction solar cells prepared on commercial glass/FTO substrates. By replacing the CdS window layer with a CdS:O buffer layer efficiencies of >15% could be achieved

Influence of different TCO-systems on microstructure and performance of CdTe-solar cells in superstrate configuration

Transparent electrodes are deposited as first layers in CdTe-thin film solar cells in superstrate configuration. The transparent conductive oxides (TCO) have to withstand the thermal and chemical exposure of all subsequent process steps without degradation of the film properties. TCOs are exposed to temperature of about 500°C in CdS and CdTe deposition process. Hence, for two TCO-systems - indium tin oxide (ITO) and aluminum-doped zinc oxide (AZO) - the conductivity, absorption, crystallinitiy and surface roughness have been investigated and compared with commercial fluorinedoped tin oxide (FTO) substrates. ITO and AZO layers are deposited at room temperature and at substrate temperature of 350°C. Additionally the effect of a thermal treatment at 500°C for 30 min was investigated. The sputtered ITO and AZO TCOs show a better performance with respect to sheet resistance and absorption and a distinctive lower surface roughness than FTO layer