4 Optische Eigenschaften des strukturier - JUWEL ...

4. Optische Eigenschaften des stukturierten TCO und der Solarzellen
Reflexion
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
Ä-nip Mo
nip Mo
nip St
400 600 800 1000
Wellenlänge (nm)
Abbildung 4.35: Reflexion von Solarzellen mit nip Depositionsabfolge in den drei Konfiguration nip Mo , Ä-nip Mo
und nip St .
Obwohl die Oberflächenrauhigkeit (nip Mo ) einer Solarzelle mit �rms des Rückkontakts (ZnO-
II) von 150 nm bereits vor dem Ätzen eine Rauhigkeit des Frontkontakts von über 120 nm
aufgewiesen hat, ist zu beobachten, dass im kompletten Spektralbereich Interferenzen als Folge
einer Überlagerung der auftreffenden Welle mit der an der TCO/Si-Grenzfläche reflektierten
Welle auftreten. Durch die Strukturierung der TCO-Oberfläche (Ä-nip Mo ) findet eine deutliche
Reduzierung der Reflexion um ca. 10 % über den kompletten Spektralbereich statt. Vergleicht
man dieses Ergebnis mit einer Struktur, die eine ZnO-I-Schicht (nip St ) als Antireflexschicht
besitzt, erkennt man, dass die Lichteinkopplung für Wellenlängen zwischen 300–
450 nm und für Wellenlängen größer als 650 nm geringer und für Wellenlängen zwischen
450-650 nm größer ist.
In Abbildung 4.36 sind die spektralen Empfindlichkeitsverläufe der zugehörigen nip-
Solarzellen dargestellt. Durch die Strukturierung wird die TCO-Schicht lateral verändert. Bei
550 nm zeigt die nip St Solarzelle durch die minimierte Reflexion eine mit 84 % relativ hohe
externe Quantenausbeute. Im Vergleich dazu erreicht die nip Mo Solarzelle bei dieser Wellenlänge
nur 66 % wenn das ZnO-I nicht geätzt bzw. 75 % wenn das ZnO-I geätzt wurde. Diese
Verbesserung durch den Ätzprozess kann durch die geringere Reflexion der geätzten Proben
gegenüber ungeätzten Proben erklärt werden.
Auf die Empfindlichkeit im blauen Spektralbereich (unterhalb von 400 nm) zeigt sich ein Einfluss
der verschiedenen ZnO-I Konfigurationen. Durch Absorptionsverlust im ZnO-I verschiebt
sich der Anstieg der externen Quantenausbeute mit zunehmender ZnO-I Schichtdicke
nip St (80 nm) und nip Mo , Ä-nip Mo ( �750 nm) zu größeren Wellenlängen.
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