4 Optische Eigenschaften des strukturier - JUWEL ...

3. Herstellung, Präparation und Charakterisierung der Substrate und Solarzellen
Dieses Verfahren hat zwei Nachteile. Zum einen wird die Oberfläche durch das Ätzen rau
(die „Täler“ in Abbildung 3.4). Dadurch ist der Einfluss der Periode auf die optischen Eigenschaften
des Substrates nicht mehr wesentlich. Zum Anderen verursacht eine lange
Ätzzeit einen Verlust der Struktur. Daher ist die Stufenhöhe der Struktur leider auf ca. 180
nm begrenzt.
2. Aufbringen einer weiteren ZnO-Schicht auf dieser Struktur und anschließender Lift-
Off-Prozess. Mit dieser Methode wurden die besten Ergebnisse erzielt. Sie erlaubt die
reproduzierbare Herstellung von definierten TCO-Gittern. In Abbildung 3.5 ist eine
periodisch strukturierte ZnO-Oberfläche dargestellt. Daher soll diese Methode im folgenden
detailliert erläutert werden.
Abbildung 3.5: REM-Aufnahme eines TCO-Gitters mit einer Strukturperiode von 1,2 µm, erreicht mittels Lift-
Off Prozess.
Die prinzipielle Vorgehensweise, um eine beliebige Probe mit einer periodischen Oberflächenstrukturierung
zu versehen, ist in Abbildung 3.6 gezeigt. Als Substrate für die Solarzellen
dienen mit ZnO beschichtete Glassubstrate (Corning Typ 7037). Das ZnOa (TCOa) wurde bei
0,3 mTorr, 225 Watt und einer Substrattemperatur von 270°C abgeschieden. Die Schichtdicke
beträgt ca. 500 nm. Die Probe (Glas+TCO) wird zunächst mit einem Positiv-Lack belackt,
welcher anschließend belichtet (Schritt 1) und entwickelt wird (Schritt 2). Bei der Entwicklung
wird an den belichteten Stellen der Photolack entfernt. Dort liegt die Probe frei. Im
nächsten Schritt wird auf die ganze Oberfläche ZnOb gesputtert. Dieses ZnOb (TCOb) wird bei
30 mTorr, 150 Watt und 25 °C Substrattemperatur gesputtert. Dieser zweite Sputterprozess
muss bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, da sonst der auf der Oberfläche befindliche
Photolack verascht. Niedrige Temperaturen führen zu ZnO-Schichten mit schlechter
Leitfähigkeit. Die übrigen Prozessparameter wurden so angepasst, dass dennoch akzeptable
Werte für die Leitfähigkeit des ZnOb bei guter Transmission erzielt werden. Mehr Information
über die ZnO-Schicht sind in [33] zu finden. Beim anschließenden Lift-Off Vorgang
(Schritt 4) wird an den Stellen, wo Photolack war, die darauf befindliche ZnO-Schicht ent-
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