4 Optische Eigenschaften des strukturier - JUWEL ...

3. Herstellung, Präparation und Charakterisierung der Substrate und Solarzellen
Abbildung 3.2: HRSEM-Bruchkantenaufnahme einer ZnO-Schicht vor (links) und nach 20 s Ätzen in 0,5% HCl
(rechts). Die Aufnahmen zeigen von unten nach oben die Glas/ZnO-Bruchkante und die ZnO-
Oberflächenmorphologie unter einem Winkel von 65° zur Substratnomalen. Diese Abbildung ist aus [32].
b. Eine allgemeingültige theoretische Beschreibung der Lichtstreuung von unregelmäßig rauen
Oberflächen konnte bisher nicht gelingen. Im Rahmen dieser Arbeit sollten periodisch
strukturierte ZnO-Oberflächen hergestellt werden. Diese lassen sich theoretisch mittels der
Beugungstheorie behandeln. Mit diesen periodisch texturierten Oberflächen soll das Verständnis
für das Phänomen „Lichtstreuung“ verbessert werden. Dazu musste zunächst eine
geeignete Technologie erarbeitet werden, mit der sich periodisch strukturierte Oberflächen
reproduzierbar herstellen lassen. Alle im Folgenden vorgestellten Methoden basieren darauf,
dass auf die ZnO-Oberfläche Photolack aufgebracht und dieser mittels Belichtung und Entwicklung
strukturiert wird. Die Belichtung des photoempfindlichen Lacks wurde mit verschiedenen
Methoden durchgeführt.
� Mit einem gebündelten Strahl von Elektronen, der sogenannten Elektronenstrahllithographie.
Damit wird die Oberfläche mit der gewünschten Periode direkt beschrieben. Bei
diesem Verfahren muss man eine Titanschicht auf das ZnO aufbringen, damit die Elektronen
zurück reflektiert werden können, um den Photolack belichten zu können. Die anschließende
Entfernung der Titanschicht war jedoch praktisch schwer zu realisieren.
� Mit einem Interferenzmuster, welches durch zwei auf der Oberfläche interferierende
Laserstrahlen erzeugt wird. Der Laserspot hat einen Durchmesser von 4 mm, wobei die Inhomogenität
sehr groß ist (siehe Abbildung 3.3). Die Abbildung 3.3 (rechts) zeigt die periodische
Struktur, welche eine Periode von 1,22 µm hat, die leider nur in gewissen Bereichen
nachgewiesen wurde. Die Solarzellen, die am IPV hergestellt werden, sind 1 cm 2 groß. Mit
diesem Ansatz der Strukturierung kann man leider die gewünschte Größe der Transmissionsgitter
nicht erreichen.
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