Heidemann, Florian (2011) Opto-electronic characterization of polycrystalline CuInS2 and Cu(In,Ga)S2 absorber layers by photoluminescence. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

Photolumineszenz (PL) hat sich als Charakterisierungsmethode für Absorber von Solarzellen etabliert, durch die Formulierung vom verallgemeinertem Planckschen Strahlungsgesetz lässt sich prinzipiell die Aufspaltung der quasi-Fermi Niveaus sowie die Absorption einer Solarzelle noch vor ihrer Fertigstellung bestimmen. Für großflächige Messungen (mm/cm-Skala) gilt dies jedoch vornehmlich für homogene Absorberschichten, auf die Analyse polykristalliner Halbleiter lässt sich dieser Ansatz aufgrund der lateral variierenden opto-elektronischen und strukturellen Eigenschaften nicht eins zu eins übertragen. In dieser Arbeit werden durch die lateral und spektral aufgelöste Messung der PL mit sub-Mikrometer Auflösung sowie den Übergang zur makroskopischen Messung die lateralen Fluktuationen in den Eigenschaften des polykristallinen Halbleiters Cu(In,Ga)S2 quantifiziert und hinsichtlich ihres Anregungszustandes und ihrer Absorption untersucht.

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Photoluminescence (PL) is an established method to characterize the opto-electronic properties of solar cell absorber layers. With the help of Planck’s generalized law it is in principle possible to determine the quasi-Fermi level splitting and the absorption coefficient of a solar cell before its actual completion. For large-scale measurements (mm/cm regime) this is valid for absorber layers with lateral homogeneous properties, however it is not directly transferable to polycrystalline semiconductors due to laterally fluctuating opto-electronic and structural parameters. In this work the lateral fluctuations in opto-electronic properties of polycrystalline Cu(In,Ga)S2 have been analyzed by measuring laterally and spectrally resolved PL on the μm-scale and providing the transition towards macroscopic PL measurements on the mm-scale. To give a comprehensive characterization, surface roughness and optical properties have been studied and methods for feature extraction have been applied.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	photovoltaics , chalcopyrite , photoluminescence , µ-PL, absorption
Controlled Keywords:	Photovoltaik , Kupferkies , Photolumineszenz , Absorption
Subjects:	Science and mathematics > Physics
Date Deposited:	17 Jan 2013 14:27
Last Modified:	08 Jul 2013 13:04
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/1154
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-12339
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