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Schichtdicken in den fertig prozessierten Solarzellen.
Tabelle 5.1: Verwendete mittlere freie Weglängen (IMFP) für die entsprechenden Emissionslinien.
Die Energien sind in Elektronenvolt (eV) angegeben und die IMFPs in Nanometern
(nm).
Emissionsline E bin E kin imfp CdS imfp ZnO imfp ZnS
Ga2p 3/2 1118 368.6 1.1 1.0 1.3
Cu2p 3/2 932 554.6 1.5 1.3 1.7
In3d 5/2 444 1042.6 2.4 2.0 2.7
Se3d 54 1432.6 3.1 2.6 3.4
Quelle - - [196] [196] [196]
Bandlücke - - 2.4 3.3 3.6
Dichte - - 4.8 5.5 4.0
In der Tabelle 5.2 sind die abgeschätzten Dicken d für die CBD-CdS Schichten angegeben. Zusätzlich
zu den abgeschätzten Werten sind über Gleichung (3.12) berechnete Schichtdicken
d damp aufgelistet. Ab einer Eintauchzeit von 4 min konnten die Emissionslinien des CIGS nicht
mehr detektiert werden. Somit ist hier eine Schichtdicke von über 10 nm erreicht. Dies stimmt
gut mit den anhand der Eintauchzeit abgeschätzten Schichtdicken überein.
Tabelle 5.2: Dickenvariation der CBD-CdS Schicht. Die Dickenwerte d sind vom ZSW
abgeschätzt, die Dickenwerte d damp wurden wie in 3.1.6 beschrieben aus der Abschwächung
der Intensitäten für die Emissionslinien des Substrates bestimmt und deren
Unsicherheit ∆d damp abgeschätzt. Falls nicht anders beschriftet sind alle Angaben in
Nanometern [nm].
t [min] d d damp ∆d damp
0 0 0.00 0
0.01 0.1 - 1 0.30 0.18
1 1 - 3 1.24 0.25
3 5 - 10 5.77 0.38
4 10 - 20 - -
10 50 - -
In Tabelle 5.3 sind die abgeschätzten Dicken d der CBD-ZnO 0.4 S 0.6 Schichten aufgrund der variierten
Eintauchzeit t angegeben. Die Schichtdicken der Schichten ohne Seed Layer sind im
Vergleich zu den abgeschätzten Schichtdicken d damp um einen Faktor 5 zu klein. Dies ist auf
eine inhomogenes Aufwachsen der Schichten zurück zu führen. Hierbei spielt die Kornorientierung
des CIGS eine wichtige Rolle, sodass auf und orientierten Körnern das
Puffermaterial gut und auf orientierten Körnern das Puffermaterial nur sehr langsam im
Vergleich zu den anderen Orientierungen aufwächst [197]. Dies führt zusammen mit der langsamen
Aufwachsgeschwindigkeit von CBD-ZnO 0.4 S 0.6 im Vergleich zu CBD-CdS [198] für geringe
Eintauchzeiten zu einer nicht geschlossenen Pufferschicht. Durch die geringere Abschwächung
60 5 Röntgen-Photoelektronenspektroskopie