Optimierung einer p-dotierten µc-SiOx Schicht in einer a-Si/µc-Si-Tandemsolarzelle zur Verbesserung des Lichtmanagements

Research output: Types of thesisDiploma thesis

Contributors

  • Patrick Krüger - (Author)

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden ein µp-dotierte mikrokristalline Siliziumoxidschichten mit variabler Stöchiometrie(c-SiOx:H) optimiert. Das Ziel der Optimierung war die Senkung des Brechungsindex bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der elektrischen Eigenschaften der Schicht. Im Besonderen die Aufrechterhaltung der Leitfähigkeit, durch die Schicht, soll durch eine genügend hohe Kristallinität gewährleistet werden. Es wurde der Einfluss der Precursorgaszusammensetzung auf die resultierenden optoelektronischen und strukturellen Schichteigenschaften untersucht. In den erstellten Versuchsreihen wurden variierende Kohlendioxidgehalte, Wasserstoffverdünnungen und Gesamtflüsse untersucht. Eine Senkung des Brechungsindex der Schichten konnte durch eine höhere Kohlendioxidkonzentration im Precursorgas erreicht werden, wobei die Ausbildung von Kristalliten gehemmt wird und die Leitfähigkeit der Schicht sinkt. Durch hohe Wasserstoffverdünnungen war es möglich den Brechungsindex zu senken und dabei die Kristallinität der Schicht zu erhöhen. Bei steigenden Gesamtflüssen konnte eine Erhöhung des Brechungsindex gezeigt werden, gleichzeitig ermöglichen hohe Gesamtflüsse gesteigerte Kristallinitäten und weniger Fehlstellen. Vielversprechende Einzelschichten wurden zur Herstellung von Dünnschicht-Tandemsolarzellen genutzt. Die so hergestellten Solarzellen wurden hinsichtlich der resultierenden Zellparameter untersucht. Es konnten Schichten hergestellt werden, bei denen sowohl der Brechungsindex als auch der Serienwiderstand deutlich gesenkt wurden. Mit der besten Solarzelle konnte eine stabilisierte Wirkungsgradsteigerung von 0,4% (4% relative Verbesserung) im Vergleich zur Referenzzelle erreicht werden. Die erhaltenen Ergebnisse können als Grundlage für weitere Verbesserungen genutzt werden, wie zum Beispiel dem Einsatz der Schicht in Bragg-Spiegeln, wofür lediglich eine Schichtdickenoptimierung nötig wäre.

Details

Original languageGerman
Qualification levelDipl.-Ing.
Awarding Institution
Supervisors/Advisors
  • Rühling, Karin, Supervisor
  • Kirner, Simon, Supervisor, External person
Publication statusPublished - 2015
Externally publishedYes
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Keywords

Keywords

  • Optimierung, Dünnschicht-Tandemsolarzellen, Solarzellen