Nanoskalige Mikroskopie an hocheffizienten CIGS-Solarzellen

  • Aufgabe:

    • Untersuchung an hocheffizienten CIGS-Solarzellen mit fortgeschrittener EBIC-Messung.

    Voraussetzungen:

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

    Beginn:

    • Ab sofort

   
Abbildung 1: Planarisierte Bruchkante einer CIGS-Solarzelle Abbildung 2: Bruchkantenaufnahme durch unterschiedlichemikroskopische Techniken [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% mit diversen Messtechniken untersucht. Aus nanoskaligen Betrachtungen mit Hilfe von diversen mikroskopischen Techniken können die für die Effizienz entscheidenden Faktoren entschlüsselt werden und darüber hinaus kann die Herstellung der Solarzellen mit solchen Know-hows weiter optimiert werden.

Aufgabe

Im Rahmen der Arbeit werden die CIGS-Solarzellen mit einer fortgeschrittenen EBIC-Messung (electron beam induced current) unter dem Elektronmikroskop untersucht. Dadurch können wichtige lokale Parameter wie z.B. die Breite der Raumladungszone, die Rekombinationsrate mit hoher räumlicher Auflösung bestimmt werden. Weiterhin können die Ergebnisse mit der lokalen Materialzusammensetzung, die sich mit EDX  unter TEM bestimmen lässt, korreliert werden. Dadurch kann der Transportmechanismus der Ladungsträger in unterschiedlicher Materialzusammensetzung verstanden und für die Optimierung der Herstellung verwendet werden.

[1] Nichterwitz, M. et al. Thin Solid Films 517, 2554-2557 (2009).