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6.1.7 Einfluss der Messfrequenz auf C-V-t Messungen
Eine ähnliche Beobachtung, wie bei den C-V Messungen, kann bei den C-V-t Messungen gemacht
werden. In Abhängigkeit des kapazitiven Charakters der Probe ändert sich das resultierende Verhalten
der Probe. So kann bei einer starken Abhängigkeit des Phasenwinkels von der Frequenz,
wie in Abbildung 6.12 (links) gezeigt, das Ergebnis der Messung in Abhängigkeit der gewählten
Messfrequenz stark variieren.
In Abbildung 6.12 ist auf der linken Seite der Phasenwinkel θ der betrachteten Probe gezeigt.
Die Probe besitzt eine 2 nm dicke CdS-Pufferschicht und einen Gold-Frontkontakt. Die
Phasenwinkel, bei den vier betrachteten Messfrequenzen in Abbildung 6.12 (rechts), sind hervorgehoben.
Hieraus wird deutlich, dass das Signal-zu-Rausch Verhältnis durch einen höheren
kapazitiven Charakter, was einem Phasenwinkel näher -90 ° entspricht, steigt. Bei einem größeren
kapazitivem Verhalten tritt ein größerer Abfall der Kapazität auf. Das Kapazitätssignal, das
bei einer Messfrequenz von 5 kHz aufgenommen wurde, zeigt qualitativ einen anderen Verlauf
als die Kapazitätssignale, die bei höheren Messfrequenzen aufgenommen wurden. Die Kapazität
steigt nach Anlegen einer negativen Spannung anstatt zu fallen. Bei 5 kHz verhält sich die Probe
wie ein Widerstand und eine Berechnung der Kapazität liefert keine physikalisch sinnvollen
Ergebnisse.
θ[°]
0
-10
-20
-30
-40
-50
-0.3 -2
-18
CpM[F]
4
3
10 -10 2
6
5
4
3
10 -11 2
5kHz
50kHz
500kHz
5MHz
-60
10 2 10 3 10 4 10 5 10 6
FrequenzM[Hz]
-66
DCM[V]
-0.5
0.0
0
50
100
ZeitM[s]
150
Abbildung 6.12: θ in Abhängigkeit der Frequenz mit vier hervorgehobenen Datenpunkten
(links) und C p über t für die entsprechenden vier Frequenzen (rechts) für eine
CIGS Probe mit 2 nm CdS Pufferschicht und einem Goldkontakt.
Die Konsequenz aus den in Abschnitt 6.1 beschriebenen Abhängigkeiten der einzelnen Impedanzmessungen
von der Frequenz ist, dass für Messungen mit einer festen Frequenz, wie C-V
6.1 Frequenzabhängige Impedanzmessungen 123