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Tabelle 6.1: Solarzellenparameter der beiden untersuchten Zellen nach Light Soaking.
Zelle 10 - CdS 9108202 7 - ZnO 0.4 S 0.6 9160756
η [%] 14.20 11.51
V OC [mV] 664.37 569.93
FF [%] 73.82 68.14
I SC [mA] 14.48 14.82
j SC [mA/cm 2 ] 28.95 29.64
A [cm 2 ] 0.50 0.50
MPP [mW] 7.10 5.75
dI/dU(U=0) [mS] -0.61 1.17
dU/dI(I=0) [Ω] 3.12 3.73
U max [mV] 550.00 450.00
I max [mA] 12.91 12.79
6.1 Frequenzabhängige Impedanzmessungen
6.1.1 Real- und Imaginärteil
Die typischen Messergebnisse der Zelle mit CdS und ZnO 0.4 S 0.6 -Puffer sind in Abbildung 6.2
gezeigt. Diese wurden bei Raumtemperatur und 0 V Gleichspannung aufgenommen. Zu sehen
sind der Realteil der Impedanz über der Frequenz (oben links), der Imaginärteil der Impedanz
über der Frequenz (oben rechts) und der daraus resultierende Cole-Cole Plot (unten). Der qualitative
Verlauf des Real- und Imaginärteils ist wie für p-n-Kontakte bzw. im Debye-Modell von
Jonscher [175] beschrieben: Der Realteil der Impedanz zeigt für kleine Frequenzen ein Plateau
über 1000 Ω, dieser Wert ist einem parallelen Widerstand zu zuordnen. Bei Frequenzen ab 1 kHz
zeigt der Realteil der Impedanz eine Steigung von etwa -2. Hierbei ist die Steigung der Probe mit
CdS-Puffer kleiner als -2. Bei sehr hohen Frequenzen im MHz-Bereich bleibt der Realteil der Impedanz
konstant bei dem Wert des seriellen Widerstandes, der bei ca. 1 Ω liegt. Der Imaginärteil
zeigt zunächst einen Anstieg mit einer Steigung von 1 und ab dem kHz-Bereich einen Abfall mit
einer Steigung von -1. Die Steigung von +1 im Imaginärteil resultiert aus dem resistiven Verhalten
der Probe und einer Frequenzabhängigkeit über Gleichung (6.1). Die Steigung -1 entspricht
einem kapazitiven Verhalten nach Gleichung (3.21). Im MHz-Bereich ist eine Resonanz in Form
eines steilen Abfalls des Imaginärteils zu erkennen. Weitere Messdaten in Form von Cole-Cole
Plots sind vergleichend für beide Zelltypen in Abhängigkeit der angelegten Spannung (siehe
A.9) und in Abhängigkeit der Temperatur (siehe A.10) dem Anhang zu entnehmen. Mit steigender
negativer Spannung und steigender Temperatur verringert sich der parallele Widerstand
und der Radius des Kreises im Cole-Cole Plot wird kleiner.
X = 2πfL (6.1)
112 6 Impedanzmessungen