Phasenbildung und Phasenübergänge in Cu2ZnSnSe4-Dünnschichten für die Anwendung in Solarzellen
: tiefenaufgelöste und temperaturabhängige Analyse mittels optischer Spektroskopie
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Media type:
E-Book;
Thesis
Title:
Phasenbildung und Phasenübergänge in Cu2ZnSnSe4-Dünnschichten für die Anwendung in Solarzellen
:
tiefenaufgelöste und temperaturabhängige Analyse mittels optischer Spektroskopie
University thesis:
Dissertation, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, 2016
Footnote:
Text auf Deutsch, Zusammenfassung auf Englisch
Description:
In dieser Arbeit wurden die Phasenbildung sowie der Unordnungs-Ordnungs-Phasenübergang in Cu2ZnSnSe4 untersucht und aus den Ergebnissen Optimierungen für die Herstellung von Cu2ZnSnSe4-Solarzellen abgeleitet. Eine Phasenanalyse mittels Raman-Tiefenprofilierung in Kleinwinkelquerschnitten zeigte für Cu-Zn-Sn-Se-haltige Dünnschichten, die aus metallischen Vorläuferschichtstapeln durch Selenisierung bei unterschiedlicher Temperatur hergestellt wurden, dass die Schichtreihenfolge in den Vorläufern die tiefen- und zeitabhängige Phasenbildung beeinflusst. Zudem wurde die Auswirkung einer erhöhten Heizrate sowie von ZnO- anstelle von Mo-Substrat auf die Cu2ZnSnSe4-Bildung untersucht. Für den Übergang von ungeordnetem zu geordnetem Cu2ZnSnSe4 wurde mittels in-situ Transmissionsspektroskopie ein Temperaturbereich bestimmt, in dem der Ordnungsgrad in den Cu/Zn-Kristallebenen beim Abkühlprozess einstellbar ist. Außerdem wurde gezeigt, dass mittels Raman-Analysen der Ordnungsgrad in Cu2ZnSnSe4 untersucht werden kann. <dt.>
In this thesis, the phase formation as well as the disorder-order phase transition in Cu2ZnSnSe4 was investigated. Optimizations for the fabrication of Cu2ZnSnSe4 solar cells were derived from the results. A phase analysis by Raman depth profiling in shallow angle cross sections for Cu-Zn-Sn-Se-containing thin films, which were fabricated by selenization of metallic precursors at different temperatures, showed that the stacking order in precursors influences the depth- and time-dependent phase formation. Furthermore the effect of an increased heating rate as well as of ZnO-substrates instead of Mo-substrates on the Cu2ZnSnSe4 formation was investigated. For the phase transition between disordered and ordered Cu2ZnSnSe4 a temperature range was determined by in-situ transmission spectroscopy, in which the degree of order in the Cu/Zn planes of the crystal can be adjusted during the cooling process. Additionally it was shown, that the degree of order of Cu2ZnSnSe4 can be investigated by Raman analysis. <engl.>