CuGaSe2-Absorberschichten aus mehrstufigen Prozessen
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Zusammenfassung
In this work the properties of copper- gallium- diselenide absorber layers are investigated. Main topic are thin films of the compound which are processed from stacked elemental layers of the respective elements (precursors). For characterization mainly x-ray analytical techniques were applied. It could be shown that it is problematic to get homogeneous, slightly galliumrich films. In spite of the phase width of the compound it turned out that the incorporation of gallium depends on the process temperature. For process temperatures which are allowed by the typically used substrate- molybdenum combinations practically stoichiometric copper- gallium- diselenide is formed. Excess gallium deposited on the precursor structure is nearly amorphous and accumulated in the lower region of the absorber. Temperatures of approximatly 700 °C have to be applied to get homogeneous galliumrich copper- gallium- diselenide. The use of the x-ray fluorescence allowed a direct observation of gallium losses, which are widely discussed in literature. A systematic investigation of several multi- step processes showed that such losses can occur, but only in vacuum and for temperatures which are considerably higher than the typically applied. In an alternative approach to the use of stacked elemental layers also films of binary selenides were used as precursors.
Zusammenfassung in einer weiteren Sprache
In der vorliegenden Arbeit werden die Eigenschaften von Kupfergalliumdiselenid-Absorbern aus mehrstufigen Prozessen untersucht. Den Schwerpunkt bilden dabei Dünnfilme welche aus Schichtstapeln der Ausgangselemente (Precursoren) erhalten wurden. Zur Charakterisierung wurden dabei insbesondere röntgenanalytische Verfahren eingesetzt. Es zeigte sich, dass die Herstellung homogener, leicht galliumreicher Schichten problematisch ist. Trotz der Phasenbreite der Verbindung wurde eine Abhängigkeit des Galliumeinbaus von der Prozesstemperatur beobachtet. Bei Prozesstemperaturen welche die üblicherweise benutzten Substrat-Rückkontakt Kombinationen erlauben, bildet sich praktisch stöchiometrisches Kupfergalliumdiselenid. Das in der Precursorstruktur vorhandene überschüssige Gallium liegt in praktisch amorpher Form vor und findet sich verstärkt im unteren Schichtbereich. Erst bei Temperaturen von ca. 700°C wird eine homogene Elementverteilung und galliumreiches Kupfergalliumdiselenid ereicht. Die Anwendung der Röntgenfluoreszenz erlaubte die direkte Beobachtung von Galliumverlusten, welche in der Literatur häufig diskutiert werden. Eine systematische Untersuchung verschiedener mehrstufiger Prozesse zeigte, dass derartige Verluste zwar auftreten, jedoch nur im Vakuum und erst bei höheren Temperaturen als den üblicherweise benutzten. Als Alternative zu der Anwendung von Elementschichtstapeln wurden auch Precursoren aus binären Seleniden hergestellt.
Fachgebiet (DDC)
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ISO 690
KLENK, Markus, 2001. CuGaSe2-Absorberschichten aus mehrstufigen Prozessen [Dissertation]. Konstanz: University of KonstanzBibTex
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