Eisenhauer, David: Röntgenfluoreszenzanalyse der Grenzflächen von photovoltaischen und photonischen Silizium-Nanoarchitekturen. , 2013
Technische Universität Berlin
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Abstract:
In der vorliegenden Arbeit wurde eine Prozedur zur Analyse von nanostrukturierten, vergrabenen Grenzflächen in flüssigphasenkristallisierten Silizium Dünnschichtsolarzellen auf Glas mittels Röntgenfluoreszenz unter streifendem Einfall entwickelt. Die Experimente wurden im Labor der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt am Elektronenspeicherring BESSY II durchgeführt. Eine neuentwickelte Methodik zur Freilegung der tief vergrabenen Grenzfläche ermöglichte den Zugang zur Grenzfläche im Bereich weicher Röntgenstrahlung. Ein Vergleich der funktionalen Zwischenschichten zwischen Glassubstrat und Siliziumabsorber, bestehend aus 200nm Siliziumoxid (System (SiOx)) oder einer Kombination von 200nm Siliziumoxid und 50nm Siliziumcarbid (System (SiCx)), ergab, dass die Grenzfläche im System (SiCx) während der Kristallisation instabil ist, was eine im Vergleich zu System (SiOx) deutlich höhere Verunreinigung von Kohlenstoff zur Folge hat. Um eine Vergleichbarkeit der Fluoreszenzzählraten von strukturierten und planaren Grenzflächen zu erreichen, wurden die veränderten Anregungsbedingungen durch die Strukturierung simuliert, indem die Intensität auf der strukturierten Oberfläche berechnet wurde. Dieser Vergleich zeigte, dass die Massendeposition sowohl von Kohlenstoff als auch von Sauerstoff in den strukturierten Absorbern signifikant erhöht ist, übereinstimmend mit geringeren Effizienzen der nanostrukturierten Silizium-Dünnschichtsolarzellen trotz einer Verbesserung der Absorption im Vergleich zu planaren Solarzellen.