Zustandsdichte dünner amorpher Silizium Schichten

Die Kenntnis der Defektzustände und die Lage des Ferminiveaus in ultradünnen a-Si:H-Schichten, welche z.B. als Emitterschicht oder als Back-Surface-Schicht in Solarzellen eingesetzt werden, ist sowohl für die Optimierung des Solarzellen-Wirkungsgrads als auch der Grenz­flächen-Rekombination von entscheidender Bedeutung. Mit Hilfe der im nahen Ultraviolett angeregten Photoelektronenspektroskopie (NUV-PES), die im “Constant Final State“-Modus betrieben wird, können die besetzten Zustände sowie die Lage des Ferminiveaus von ultradünnen a-Si:H-Schichten ausgemessen werden.


Fig. 1: Zustandsdichte von 10 nm dicken a-Si:H-Schichten bei Variation der Dotierung, gemessen mit PES im “Constant Final State“-Modus und normiert auf N(E-EV=0)=2×1021 cm-3 eV-1. EV wurde aus der Anpassung einer a-Si:H Modell-Zustandsdichte an das gemessene Spektrum bestimmt. Pfeile markieren die Lage der Fermi-Energien EF