Deibel, Carsten (2003) Defect spectroscopy on Cu(In,Ga)(S,Se) 2 -based heterojunction solar cells: role of the damp-heat treatment. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

The changes of defect characteristics induced by accelerated lifetime tests on solar cells of the heterostructure ZnO/CdS/Cu(In,Ga)(S,Se)2/Mo are investigated. The fill factor and open-circuit voltage of non-encapsulated test cells are reduced after prolonged damp-heat treatment in the laboratory, leading to a reduced energy conversion efficiency. We subject non-encapsulated test cells to damp-heat exposure at 85C ambient temperature and 85% relative humidity for various time periods (6h-438h). We apply temperature-dependent capacitance-voltage measurements, admittance spectroscopy, and deep-level transient spectroscopy. We observe the presence of electronic defect states which showed an increasing activation energy due to damp-heat exposure. We conclude that the response originates from an energetically continuous distribution of defect states in the vicinity of the CdS/chalcopyrite interface. The increase in activation energy indicates a reduced band bending at the Cu(In,Ga)(S,Se)2 surface. We observe changes in the bulk defect spectra due to the damp-heat treatment as well.

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Die Untersuchung der geänderten Defektcharakteristika, die durch beschleunigte Lebensdauertests von ZnO/CdS/Cu(In,Ga)(S,Se)2/Mo Dünnschichtsolarzellen verursacht werden, sind Ziel dieser Arbeit. Der Füllfaktor und die Leerlaufspannung von ungekapselten Testzellen werden durch eine künstliche Alterung im Labor verringert. Diese Alterung wird anhand des 'Damp-Heat' Tests durchgeführt, bei dem die ungekapselten Zellen Luft von 85C Temperatur und 85% relativer Luftfeuchtigkeit für verschiedene Zeitdauern (6h-438h) ausgesetzt werden. Zur Charakterisierung wenden wir temperaturabhängige Kapazitäts-Spannungsmessungen, Admittanzspektroskopie und Transiente Störstellenspektroskopie an. Wir beobachten elektronische Defektzustände, welche eine proportional zur Dauer der 'Damp-Heat' Belastung erhöhte Aktivierungsenergie aufweisen. Wir machen eine kontinuierliche Energieverteilung von Defektzuständen in der Nähe der CdS/Cu(In,Ga)(S,Se)2 Grenzfläche dafür verantwortlich. Die erhöhte Aktivierungsenergie deutet demnach auf eine Verminderung der Bandverbiegung an der Cu(In,Ga)(S,Se)2 Oberfläche hin. Zudem beobachten wir durch die 'Damp-Heat' Belastung induzierte Änderungen in den Defektspektren von Volumenstörstellen.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	[Keine Schlagwörter von Autor/in vergeben.]
Controlled Keywords:	Defektspektroskopie, Dünnschichtsolarzelle
Subjects:	Science and mathematics > Physics
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Institute of Physics (IfP)
Date Deposited:	17 Jan 2013 14:15
Last Modified:	09 Dec 2013 08:40
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/213
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-2435
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