CISSY

CIS - diagnostic using Synchrotron radiation

Präparation und Oberflächen- und Grenzflächenanalytik von Komponenten für Dünnschichtsolarzellen mit Laborquellen und Synchrotronstrahlung

In der CISSY-Apparatur können einzelne Schritte der Präparation von Dünnschichtsolarzellen durchgeführt und anschließend die so hergestellten Schichten ohne Transport durch die Luft und damit ohne Kontamination unmittelbar analysiert werden. Präparationsmethoden, die möglichst den in der Industrie eingesetzten entsprechen sollen, sind das Magnetronsputtern (für transparente Fensterschichten), das am HZB entwickelte ILGAR-Verfahren und verschiedene nasschemische Depositionsverfahren (für Pufferschichten zwischen dem absorbierenden Solarzellenbasimaterial und den Fensterschichten)  .

Liste von Publikationen
Station data
Temperature range 100-500K
Pressure Range
Detector CLAM 4 hemispherical electron analyzer, XES-300 x-ray spectrometer
Manipulators PINK x,y,z, rotation, tilt, heating and cooling
Sample holder compatibility
Beamline(s)

UE112_PGM-1, UE56-2_PGM-2, UE56-2_PGM-1, UE52_SGM, U49-2_PGM-1, PM3

Präparation Wet chemistry in glove box, sputter-depositon of oxides and other compounds

Methods

EXAFS, NEXAFS, XRF, XPS, UPS

Die Analytik

Zwei Spektrometer werden zur Analyse eingesetzt: Ein oberflächenempfindliches Photoelektronenspektrometer (PES) (Informationstiefe ca. 5 nm) und ein eher tiefensensitives Röntgenemissionsspektrometer (XES) mit einer materialabhängigen Informationstiefe von ungefähr 100 nm. Dieses ermöglicht die Analyse von verborgenen Grenzflächen in Schichtsystemen, wie zum Beispiel der Pufferschicht/Absorber-Grenzfläche in Chalkopyritsolarzellen. Beide Verfahren ermöglichen es, das Vorhandensein von Elementen aufgrund charakteristischer Spektren nachzuweisen. Weiterhin kann aber auch die chemische Umgebung bestimmt werden, d.h. der Oxidationszustand des fraglichen Elements und die Elemente der Bindungspartner können ebenfalls aus den Spektren ermittelt werden. Damit verfügt CISSY über ein hochempfindliches Instrumentarium, um die Vorgänge bei der Herstellung von Dünnschichtsolarzellen, aber auch bei unter Umständen auftretenden Degradationen zu untersuchen. Durch die direkt an die Anlage angeschlossenen Präparationsmodule ist es möglich, schrittweise Schichtensysteme aufzubauen und immer wieder spektroskopisch zu untersuchen, ohne die Proben durch die Luft zu transportieren und damit zu verunreinigen.