Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 20: Photovoltaik III
HL 20.2: Vortrag
Dienstag, 24. März 1998, 16:15–16:30, H13
Experimentelle und numerische Untersuchung von a-SiGe:H-pin-Solarzellen mit gradierter Bandlücke. — •J. Zimmer, H. Stiebig, J. Fölsch, D. Knipp und H. Wagner — Forschungszentrum Jülich GmbH, ISI-PV, D-52425 Jülich, Deutschland
Amorphe Silicium-Germanium Legierungen (a-SiGe:H) zeigen mit zunehmendem Ge-Anteil eine Verkleinerung der Bandlücke und sind somit zur Absorption des nahen IR-Anteils des Sonnenspektrums von besonderem Interesse. Andererseits nimmt die Defektdichte mit höherem Ge-Gehalt zu und die ambipolare Diffusionslänge ab, was zu einer Verschlechterung der Transporteigenschaften führt. Somit kommt einer gezielten Gradierung der Bandlücke in der i-Schicht der pin-Struktur zur Optimierung des elektrischen Feldprofils besondere Bedeutung zu. Zum tieferen Verständnis des Transports wurden experimentelle und simulierte Solarzellenparameter von a-SiGe:H Solarzellen mit gradierter Bandlücke in Form eines unsymmetrischen ‘V‘ untersucht. Die Solarzellen zeigen in Abhängigkeit von der Position des Bandlückenminimums in der i-Schicht (Lmb) ein deutlich unterschiedliches Verhalten im Dunkelfall und unter AM1.5-Beleuchtung: mit zunehmendem Lmb sinkt der FF von 65% auf 49%, wohingegen Voc von 720 auf 780 mV ansteigt. Durch die sehr gute Übereinstimmung experimenteller und simulierter Kenngrößen konnten Rückschlüsse auf die ortsabhängige Defektdichteverteilung gewonnen werden, die im numerischen Modell durch eine Abhängigkeit vom Ferminiveau (in Anlehnung an das Defect-Pool-Modell) beschrieben wird.