Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm
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O: Oberflächenphysik
O 12: Grenzfl
äche fest-flüssig
O 12.2: Vortrag
Montag, 26. März 2001, 16:30–16:45, K
Röntgenemissionsspektroskopie der Wasser/Cu(In,Ga)(S,Se)2-Grenzfläche — •C. Heske1, U. Groh1, E. Umbach1, Th. Schedel-Niedrig2, Ch.-H. Fischer2, M. Lux-Steiner2, S. Zweigart3, F. Karg4 und F. Powell5 — 1Exp. Physik II, Universität Würzburg — 2Hahn-Meitner-Institut, Berlin — 3Siemens AG, München — 4Siemens Solar, München — 5Luxel Corp., Friday Harbor, WA, USA
Dünnschichtsolarzellen auf der Basis von Cu(In,Ga)(S,Se)2 haben in den vergangenen Jahren mit Spitzenwirkungsgraden von über 18% ein beachtliches Niveau erreicht. Zur weiteren Optimierung ist nun ein detaillierteres Verständnis der involvierten verborgenen Grenzflächen und des Zusammenspiels von Na-“Dotierung“und Feuchtigkeit gefragt. Dabei ist eine Untersuchung der Wasser/CIGS-Grenzfläche von besonderem Interesse, u.a. da die Pufferschicht der Solarzelle in einem chemischen (wässrigen) Bad auf den CIGS-Absorber aufgebracht wird. Mithilfe von hochauflösender Röntgenemissionsspektroskopie im weichen Röntgenbereich haben wir erstmals durch ein dünnes UHV-kompatibles Fenster die chemische und elektronische Struktur einer CIGS Oberfläche unter einer ca. 1 µm dicken flüssigen Wasserschicht untersucht. Dabei zeigt sich, daß durch die Röntgenstrahlung chemische Reaktionen an der Wasser/CIGS-Grenzfläche stimuliert werden können. Wir finden z.B. eine Oxidation der Schwefelatome, die mit einer deutlichen Erhöhung des Na-Gehalts an der CIGS-Oberfläche einhergeht. Die Ergebnisse werden hinsichtlich ihrer Bedeutung für ein verbessertes Verständnis der CIGS-Solarzellen und hinsichtlich der Anwendung dieses neuartigen experimentellen Ansatzes auf andere Systeme diskutiert.