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Bereich 30°C 38°C 60°C
A2 - 22 7
A3 96 101 57
A4 9 10 4
A5 84 85 51
A6 10 5 3
A7 86 85 48
A8 11 10 3
A9 90 84 48
Bereich 30°C 38°C 60°C
A2 15 4 6
A3 166 167 293
A4 12 6 16
A5 214 233 406
A6 15 6 16
A7 296 333 756
A8 15 5 17
A9 452 475 1071
Tabelle 6.2: Erhaltenen Zeitkonstanten τ, die für die spannungsfreien
Stufen mittels einer gestreckten Exponentialfunktion
(3.29) für die Zelle mit CdS Puffer für verschiedene Temperaturen
angepasst wurden. Die verwendeten Exponenten β
entsprechen den ermittelten P für die Anpassung der C-f Daten
mittels LEWM und betragen für 30°C und 38°C 0.9 und 0.94
für 60°C. Für die Stufen mit negativen Spannungen wurde die
Zeitkonstante aus der maximalen Zeit, bei der die anfängliche
Steigung beobachtet wird, bestimmt. Die Zeitkonstanten sind
in Sekunden angegeben.
Tabelle 6.3: Erhaltenen Zeitkonstanten τ, die für die spannungsfreien
Stufen mittels einer gestreckten Exponentialfunktion
(3.29) für die Zelle mit ZnO 0.4 S 0.6 Puffer für verschiedene
Temperaturen angepasst wurden. Die verwendeten Exponenten
β entsprechen den ermittelten P für die Anpassung der C-f
Daten mittels LEWM und betragen für 30°C und 38°C 0.98
und 1 für 60°C. Für die Stufen mit negativen Spannungen
wurde die Zeitkonstante aus der maximalen Zeit, bei der die
anfängliche Steigung beobachtet wird, bestimmt. Die Zeitkonstanten
sind in Sekunden angegeben.
6.4.2 Interpretation der Zeitkonstanten
Eine Temperaturabhängigkeit der Zeitkonstanten ist bei negativen Spannungen nicht klar zu
erkennen und resultiert aus den zu kleinen Zeitkonstanten verglichen mit der Messgenauigkeit
und dem zu kleinen Temperaturinterval von nur 30 °C. Die Zeitkonstante, die im spannungsfreien
Fall bestimmt wurden zeigen für die Zelle mit CdS und ZnO 0.4 S 0.6 Puffer unterschiedliche
Abhängigkeiten von der Temperatur.
Mittels Gleichung 3.28 werden aus den bestimmten Zeitkonstanten Diffusionskonstanten errechnet.
Hierbei wird eine mittlere Ladungsträgerkonzentration verwendet, die aus den in der
Mott-Schottky Auftragung mittels C-V Messungen bestimmten Konzentrationsprofilen erhalten
wurde (siehe Anhang A.3 für CdS und A.4 für ZnO 0.4 S 0.6 ). Die Diffusionskonstante liegt im Fall
der negativen Spannungsstufen für die CdS-Zelle zwischen 1.5·10 −13 cm 2 /s und 2·10 −13 cm 2 /s,
für die ZnO 0.4 S 0.6 -Zelle zwischen 2.5·10 −14 cm 2 /s und 3.5·10 −14 cm 2 /s. Im Fall der Spannungsstufen
ohne angelegte Spannung sind die Zeitkonstanten für die Zelle mit CdS Puffer um einen
Faktor 15 und für Zellen mit ZnO 0.4 S 0.6 Puffer um einen Faktor 20 größer und somit die Diffusionskonstanten
um diesen Faktor kleiner. In der Literatur sind die Diffusionskonstanten bei
Temperaturen von 500°C mit 1·10 −11 cm 2 /s angegeben [35–39]. Schulmeyer hat die Diffusionskonstante
mittels Kapazitätsmessungen nach negativen Vorspannungen für Zellen mit CdS-
6.4 C-V-t Messungen 139