Untersuchung metastabiler Zustände in kommerziellen CIGS-Solarzellen

  • Aufgabe:

    • Untersuchung der metastabilen Zuständen in CIGS-Solarzellen

    Voraussetzungen:

    • Begeisterung für die Photovoltaik-Entwicklung
    • Interesse an selbständiger Laborarbeit
    • Gute Kenntnisse in Halbleiterphysik

    Beginn:

    • Ab sofort

   
Abbildung 1: Schichtaufbau einer CIGS-Solarzelle Abbildung 2: Defektverteilungen nach Lany-Zunger-Modell [1]

Motivation

In der Shared Research Group (SRG), die vor zwei Jahren von LTI und dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) zusammen gegründet wurde, werden hoch effiziente CuIn1-xGaxSe2-Solarzellen (CIGS) mit Wirkungsgrad nahezu 20% aus ZSW mit diversen Messmethoden untersucht. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen liegt in dem Verständnis der metastabilen Zustände in CIGS, mit denen laut dem Lany-Zunger-Modell die Effizienzabweichung von den theoretischen Werten erklärt werden kann. Darüber hinaus kann die Herstellung der Solarzellen mit solchen Know-hows weiter optimiert werden.

Aufgabe

Im Rahmen der Arbeit werden die CIGS-Solarzellen ohne und mit Anregung der metastabilen Zustände (äußere Spannung, Bestrahlung sowie tiefe Temperatur) gemessen.  Die verfügbaren opto-electrischen Messtechniken beinhaltet Strom-Spannungsmessung (UI), Kapazitätsmessung (CV oder Cf) sowie Photolumineszenz-Spektroskopie (PL). Die betrachtete Divergenz der Messergebnisse ist mit Hilfe des Lany-Zunger-Modells zu verstehen und die Aussage über die Optimierung in der Herstellung ist daraus zu gewinnen.

[1] Igalson, M. et. al. Solar Energy Materials & Solar Cells 93 1290-1295 (2009).