Gerliz, Viktor (2015) Charakterisierung des metastabilen Verhaltens der Chalkopyritdünnschichtsolarzellen mit der zeitaufgelösten Photolumineszenzspektroskopie. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

In dieser Studie konnte eine Beleuchtungs-induzierte Veränderung der Minoritätsladungsträgerdiffusionslänge bei Cu(In,Ga)Se2-Solarzellen beobachtet werden. Bei erhöhter Temperatur unter Beleuchtung (Light Soaking) zeigten die Zellen den bekannten metastabilen Anstieg der Leerlaufspannung, sowie eine metastabile Reduzierung der Stromsammeleffizienz (reversibel bei gleicher Temperatur im Dunkeln). Teilweise kann dies durch eine Erhöhung der Dotierungsdichte oder eine reduzierte Raumladungszonenweite verursacht werden, wie CV-Messungen belegen. Untersuchungen der zeitaufgelösten Photolumineszenz zeigen, dass darüber hinaus die Minoritätsträgerlebensdauer nach dem Light-Soaking absinkt. Da die Diffusionslänge proportional zu der mittleren Lebensdauer der Überschussladungsträger ist, kann die Abnahme in der Stromsammeleffizienz als eine direkte Folge darauf zurückgeführt werden, wobei diese Effekte durch Änderung des metastabilen elektronischen Defekte erklärt werden können.

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Characterization of the metastable behavior of the chalcopyrite solar cells with the time resolved photoluminescence spectroscopy

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In this study strong evidence for an illumination-induced change in minority charge carrier diffusion length is given for Cu(In,Ga)Se2 solar cells. After annealing under illumination (light soaking) the cells show the well-known metastable increase in open circuit voltage, but also a metastable reduction in current collection efficiency (which can be reversed by annealing in the dark). Partly, this can be attributed to an increase in doping density causing a reduced space charge region width as verified by capacitance-voltage profiling. Nevertheless, by using time-resolved photoluminescence measurements we found that minority carrier lifetime is reduced after white light soaking. Since the diffusion length is proportional to the average lifetime of the excess charge carriers, the modification in current collection efficiency during to light soaking procedure is a direct consequence of those effects, which can be explained by a metastable change of electronic defects.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Chalkopyrit, Kupferkies, Dünnschichtsolarzelle, Halbleiter, Metastabilität, Minoritätsträger, Lebensdauer
Subjects:	Science and mathematics > Physics
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Institute of Physics (IfP)
Date Deposited:	08 Feb 2016 15:27
Last Modified:	11 Feb 2016 09:50
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/2654
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-27359
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