Download (8Mb) - tuprints

6.2.5 Diskussion zum Frontkontakt
Bei Vergleich der CIGS Probe mit 50 nm CdS Schicht und den beiden Frontkontakten Gold und
ZnO, zeigen sich starke Unterschiede in den Impedanzdaten. Die Probe mit Goldkontakt verhält
sich über den ganzen Frequenzbereich wie eine ideale Kapazität mit einem Phasenwinkel
von -88°, während die Probe mit ZnO-Kontakt einen Phasenwinkel von -80° besitzt. Des Weiteren
hat die Solarzelle bei 50 kHz eine Kapazität von 7.7 nF und die Probe mit Goldkontakt
eine Kapazität von 0.052 nF. Der Faktor, um den sich die Kapazitäten unterscheiden ist ca. 150,
der Unterschied in den Flächen aber ein Faktor 400. Somit besitzt die Probe mit Goldkontakt
eine im Vergleich zur CIGS-Zelle größere Kapazität, die einer kleineren Ausdehnung der Raumladungszone
für die Zelle mit Goldkontakt im Vergleich zur CIGS-Zelle mit ZnO Frontkontakt
entsprechen sollte. Hier herrscht das erwartete invers proportionale Verhältnis zwischen Kapazität
und Ausdehnung der Raumladungszone.
Gold auf CdS führt zu einem Schottky-Kontakt mit einer Barrierenhöhe von etwa 0.7 eV im Leitungsbandminimum
[12]. Hierdurch entsteht eine Schottky-Diode, die den Elektronentransport
in Sperrrichtung blockiert. Die vorgeschlagenen Banddiagramme sind in Abbildung 6.17 für den
ZnO-Kontakt (rot) und den Goldkontakt (blau) im spannungsfreien Fall gezeigt.
1
CIGS
CdS
EnergieF[eV]
0
-1
-2
i-ZnO
Au
-3
2.30
CIGS/CdS/ZnO
E F
CIGS/CdS/Au
2.35
2.40
2.45
xF[µm]
2.50
2.55
Abbildung 6.17: Schematische
Banddiagramme für eine CIGS Probe
mit 50 nm CdS Puffer und einem ZnO
Frontkontakt (rot) oder einem Gold
Frontkontakt (blau) ohne angelegte
Spannung.
Die Barrierenhöhe bestimmt die Größe der Bandverbiegung. Die Bandverbiegung ist proportional
zur Wurzel der Ausdehnung der Raumladungszone und invers proportional zur Ladungsträgerdichte.
Somit sollte bei Betrachtung der Raumladungszonenweiten die Bandverbiegung
6.2 Einfluss der Pufferdicke und des Frontkontaktes 129