Stroth, Christiane (2017) Phasenbildung und Phasenübergänge in Cu2ZnSnSe4-Dünnschichten für die Anwendung in Solarzellen: tiefenaufgelöste und temperaturabhängige Analyse mittels optischer Spektroskopie. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

In dieser Arbeit wurden die Phasenbildung sowie der Unordnungs-Ordnungs-Phasenübergang in Cu2ZnSnSe4 untersucht und aus den Ergebnissen Optimierungen für die Herstellung von Cu2ZnSnSe4-Solarzellen abgeleitet. Eine Phasenanalyse mittels Raman-Tiefenprofilierung in Kleinwinkelquerschnitten zeigte für Cu-Zn-Sn-Se-haltige Dünnschichten, die aus metallischen Vorläuferschichtstapeln durch Selenisierung bei unterschiedlicher Temperatur hergestellt wurden, dass die Schichtreihenfolge in den Vorläufern die tiefen- und zeitabhängige Phasenbildung beeinflusst. Zudem wurde die Auswirkung einer erhöhten Heizrate sowie von ZnO- anstelle von Mo-Substrat auf die Cu2ZnSnSe4-Bildung untersucht. Für den Übergang von ungeordnetem zu geordnetem Cu2ZnSnSe4 wurde mittels in-situ Transmissionsspektroskopie ein Temperaturbereich bestimmt, in dem der Ordnungsgrad in den Cu/Zn-Kristallebenen beim Abkühlprozess einstellbar ist. Außerdem wurde gezeigt, dass mittels Raman-Analysen der Ordnungsgrad in Cu2ZnSnSe4 untersucht werden kann.

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Phase formation and phase transition in Cu2ZnSnSe4 thin films for the application in solar cells

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In this thesis, the phase formation as well as the disorder-order phase transition in Cu2ZnSnSe4 was investigated. Optimizations for the fabrication of Cu2ZnSnSe4 solar cells were derived from the results. A phase analysis by Raman depth profiling in shallow angle cross sections for Cu-Zn-Sn-Se-containing thin films, which were fabricated by selenization of metallic precursors at different temperatures, showed that the stacking order in precursors influences the depth- and time-dependent phase formation. Furthermore the effect of an increased heating rate as well as of ZnO-substrates instead of Mo-substrates on the Cu2ZnSnSe4 formation was investigated. For the phase transition between disordered and ordered Cu2ZnSnSe4 a temperature range was determined by in-situ transmission spectroscopy, in which the degree of order in the Cu/Zn planes of the crystal can be adjusted during the cooling process. Additionally it was shown, that the degree of order of Cu2ZnSnSe4 can be investigated by Raman analysis.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Kesterit, Tiefenprofilmessung, Raman-Spektrum, Infrarotspektroskopie
Subjects:	Science and mathematics > Physics
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Institute of Physics (IfP)
Date Deposited:	03 Mar 2017 09:42
Last Modified:	03 Mar 2017 09:42
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/3017
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-30984
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