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N A
[cm -3 ]
10 18 2
6
5
4
3
10 17 2
6
CdS 60°C
0V
-0.5V
-1.0V
-1.5V
-2.0V
N A
[cm -3 ]
4
10 19 2
6
4
10 18 2
6
4
10 17 2
6
ZnOS 60°C
0V
-0.5V
-1.0V
-1.5V
-2.0V
100
200
300
x [nm]
400
500
100
200
300
x [nm]
400
Abbildung 6.22: Ladungsträgerkonzentrationsprofil über dem Abstand x zur Grenzfläche
CIGS/Puffer für die CdS-Zelle (links) und die ZnO 0.4 S 0.6 -Zelle (rechts) für 60°C
mit verschiedenen Vorspannungen und einer Messfrequenz von 50 kHz.
Fall. Für die Zelle mit ZnO 0.4 S 0.6 Puffer verringert sich die Weite der Raumladungszone mit zunehmender
Vorspannung obwohl die Kapazität sinkt. Die Dotierung an der Grenzfläche erhöht
sich für beide Zellen mit steigender negativer Vorspannung, was einer höheren Bandverbiegung
uns somit einer geringeren Ausdehnung der Raumladungszone entspricht.
Analoge Beobachtungen wurden auch für geringere Temperaturen gemacht, diese sind dort aber
nicht so ausgeprägt. Es wird auf eine Darstellung der restlichen Messungen bei 30°C und 40°C
verzichtet. Die für die weitere Auswertung benötigten Daten sind dem Anhang zu entnehmen
(siehe Tabelle A.3 und Tabelle A.4).
Die Ladungsträgerkonzentration an der Grenzfläche CIGS/Puffer ist für die ZnO 0.4 S 0.6 -Zelle größer
als für die CdS-Zelle. Die größere Ladungsträgerdichte in der ZnOS-Zelle führt zu einer größeren
Bandverbiegung im CIGS und somit zu einer niedrigeren Position des Fermi-Niveaus, was
in dem XPS-Kapitel gezeigt wurde. Der Wert für die Bandverbiegung im Sputtertiefenprofil liegt
für das CIGS in der CdS-Zelle bei 0.05 eV und in der ZnO 0.4 S 0.6 -Zelle bei 0.2 eV.
Die Auswertung der Diffusionsspannungen bestätigen ebenfalls diesen Trend. Die quantitativen
Werte der Diffusionsspannungen sind aber nicht sehr belastbar, da die Bestimmung der
Diffusionsspannung, wie weiter oben erklärt, mit einigen Unsicherheiten versehen ist.
6.4 C-V-t Messungen
Die weiterführende Messprozedur mit den angelegten Spannungsstufen ist im unteren Bereich
der Abbildung 6.23 für die Solarzelle mit CdS und ZnO 0.4 S 0.6 Puffer dargestellt. An die Proben
6.4 C-V-t Messungen 135