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tertiefen aufgelistet. An der Oberfläche der CIGS-Schicht, also vor dem ersten Sputterschritt,
beträgt der CGI 34 %. Dies entspricht der kupferarmen 158-Phase. Bereits nach wenigen Sputterschritten
(hier nicht gezeigt) steigt der CGI auf über 90 % an und bleibt auf diesem Wert. Ein
CGI von 100 % entspräche der stöchiometrischen Cu(In,Ga)Se 2 Phase. In Abbildung 5.9 sind die
zugehörigen Detailspektren des Valenzbandes gezeigt. Es fällt auf, dass das Minimum bei 3 eV
für die kupferarme Oberflächenphase ausgeprägter ist, als für die Phase im Volumen des CIGS.
In Abbildung 5.10 ist der Verlauf der Bandlücke innerhalb einer CIGS-Schicht dargestellt. Die
Bandlücke wurde hierbei aus dem Galliumgehalt des in Abbildung 5.8 gezeigten Sputtertiefenprofils
und Gleichung (2.21) bestimmt. Die Bandlücke steigt an der Oberfläche des CIGS innerhalb
von 100 nm auf ihren Maximalwert von 1.3 eV an. Danach verringert sich die Bandlücke
wieder, bis sie bei einer Schichtdicke von ca. 0.5 µm ein Minimum von 1.18 eV erreicht. Zum
Rückkontakt hin steigt die Bandlücke nun wieder gleichmäßig bis auf einen Wert von 1.22 eV
an. Daraus ergibt sich für die gesamte CIGS-Schicht eine mittlere Bandlücke von 1.22 eV, wobei
im Bereich der Grenzfläche zum Puffermaterial ein relativ steiler Gradient vorliegt, während die
Schicht dahinter einen sehr flachen Verlauf aufweist. Hierbei wurde die Bandlücke der kupferarmen
Oberflächenschicht von 1.3 eV [202] in den ersten Nanometern der CIGS-Schicht nicht
berücksichtigt.
1.30
1.28
1.26
Abbildung 5.10: Aus der Galliumkonzentration
berechneter Bandlückenverlauf
einer CIGS-Schicht in
Abhängigkeit der Schichtdicke. Die
erhöhte Bandlücke der kupferarmen
Oberflächenschicht wurde nicht
berücksichtigt.
Bandlücke [eV]
1.24
1.22
1.20
1.18
1.16
1.14
0.0
0.5
1.0
1.5
Schichtdicke [µm]
2.0
Beim Vergleich der aus dieser Messung erhaltenen Daten mit Daten aus anderen Messmethoden,
die in dem Artikel von Abou-Ras et al. zusammen gestellt wurden [203], fällt auf, dass
bei den hier betrachteten Proben der Galliumgradient zum Frontkontakt hin steiler ist. Das in
dieser Arbeit beobachtete maximale Gallium zu Gallium + Indium Verhältnis (GGI) beträgt 0.4
und der integrale GGI 0.35. In der Arbeit von Abou-Ras et al. liegt der GGI zwischen 0.32 und
0.4 (je nach Messmethode). Hierbei wird ein integraler GGI von 0.36 für XPS und ein integraler
GGI von 0.35 für XRF (X-ray fluorescence) bestimmt [203]. Die integralen GGIs stimmen somit
gut überein, der Galliumgradient ist bei den in dieser Arbeit betrachteten Proben aber etwas
ausgeprägter als der von den Proben von Abou-Ras et al.
In Abbildung 5.11 ist das Konzentrationsprofil (links) und der Verlauf des Auger Parameters
(rechts), der Probe RF-ZnO 0.8 S 0.2 (9185638), gezeigt. Die entsprechenden Schwefelgehalte sind
im Graph rechts angegeben. Die Sauerstoff- und die Schwefelkonzentration zeigen innerhalb
76 5 Röntgen-Photoelektronenspektroskopie