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Poster III Chalkopyrite und CdTe
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Herstellung stöchiometrischer CuInS
2- Oberflächen
Kupferindiumdisulfid (CuInS2oder CIS) ist ein Material, welches hervorragende Eigenschaften für den Einsatz in Dünnschichtsolarzellen hat (z. B. ein hoher Absorptions- koeffizient). Ziel der Untersuchungen war es, die chemi- schen und elektronischen Eigenschaften von KCN-geätzten Schichten aus CIS unter dem Einfluss der Temperatur sowie zusätzlich aufgedampftem Kupfer mit elektronenspektros- kopischen Methoden zu untersuchen. Es soll dabei ein Verständnis der zugrundeliegenden Reaktionsprozesse an der Oberfläche erarbeitet werden, so dass daraus zunächst die Präparationsbedingungen für homogene und phasen- reine Schichten aus CIS und letztendlich eine Steigerung des Wirkungsgrades ableitbar sind (bisher etwa 13 %).
Ergebnisse
Proben aus CIS wurden mit XPS (X-ray-photoelectronspec- troscopy) untersucht. Diese Methode ermöglicht Untersu- chungen der chemischen und elektronischen Eigenschaften der Oberfläche der Proben. Genau auf diesen Oberflächen- bereich kommt es bei der Herstellung von Solarzellen an.
Die Proben wurden zunächst mit KCN geätzt, um Fremd- phasen wie Cu2S zu entfernen. Diese Phase leitet den elek- trischen Strom, was zu Kurzschlüssen in der Solarzelle führt. Die Elementverhältnisse im Verlauf verschiedener Präparationsschritte zeigt die Abb. 1.
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K. Müller Y. Burkov D. Schmeißer BTU Cottbus muellerk@tu-cottbus.de
R. Scheer HMI
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Die Messungen zeigen, dass eine Kupfer-Veramung der Oberfläche der Schichtstrukturen, welche bei der KCN-Ätzung systematisch auftritt, durch einen kombinier- ten Heiz- und Sputterprozess in eine offenbar phasenreine Oberfläche aus CIS überführt werden kann (Sputtern:
Beschuss der Oberfläche mit Argon). Ein definiertes Ma- terial für weitere Untersuchungen ist somit herstellbar.
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Abbildung 1:
Elementverhältnisse einer KCN-geätzten CuInS2-Oberfläche, ermittelt aus den Verhältnissen der XPS- Intensitäten (Cu2p, In3d, S2p) sowie die Präparationsschritte in chronologischer Abfolge
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1 just after KCN etching 2 sputtered, 27 min
3 sputtered, 22 min, 400 °C, 10 min 4 heated 400 °C, 10 min
CuS Cu2S
Cu
CIS
In S
CuIn5S8 In2S3
InS
1
3 2 4
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