This project is an extension of a pre-existing simulation program (‘Simulation_2dioden’). This simulation program was first developed in Konarka Technologies. The main purpose of the project ‘Simulation_2dioden’ is to calibrate the values of different parameters like, Shunt resistance, Series resistance, Ideality factor, Diode current, epsilon, tau, contact probability, AbsCT, intensity, etc; This is one of the curve fitting procedure’s. This calibration is done by using different equations. Diode equation is one of the main equation’s used in calculating different currents and voltages, from the values generated by diode equation all the other parameters are calculated. The reason for designing this simulation_2dioden is to calculate the values of different parameters of a device and the researcher would know which parameter effects more in the device efficiency, accordingly they change the composition of the materials used in the device to acquire a better efficiency. The platform used to design this project is ‘Microsoft Excel’, and the tool used to design the program is ‘Visual basics’. The program could be otherwise called as a ‘Virtual Solar cell’. The whole Virtual Solar cell is programmed in a single excel sheet. An Automated working solution is suggested which could save a lot of time for the researchers, which is the main aim of this project. To calibrate the parameter values, one has to load the J-V characteristics and simulate the program by just clicking one button. And the parameters extracted by using this automated simulation are Parallel resistance, Series resistance, Diode ideality, Saturation current, Contact properties, and Charge carrier mobility. Finally, a basic working solution has been initiated by automating the simulation program for calibrating the parameter values.

<p>This project is an extension of a pre-existing simulation program (‘Simulation_2dioden’). This simulation program was first developed in Konarka Technologies. The main purpose of the project ‘Simulation_2dioden’ is to calibrate the values of different parameters like, Shunt resistance, Series resistance, Ideality factor, Diode current, epsilon, tau, contact probability, AbsCT, intensity, etc; This is one of the curve fitting procedure’s. This calibration is done by using different equations. Diode equation is one of the main equation’s used in calculating different currents and voltages, from the values generated by diode equation all the other parameters are calculated.</p><p>The reason for designing this simulation_2dioden is to calculate the values of different parameters of a device and the researcher would know which parameter effects more in the device efficiency, accordingly they change the composition of the materials used in the device to acquire a better efficiency. The platform used to design this project is ‘Microsoft Excel’, and the tool used to design the program is ‘Visual basics’. The program could be otherwise called as a ‘Virtual Solar cell’. The whole Virtual Solar cell is programmed in a single excel sheet.</p><p>An Automated working solution is suggested which could save a lot of time for the researchers, which is the main aim of this project. To calibrate the parameter values, one has to load the J-V characteristics and simulate the program by just clicking one button. And the parameters extracted by using this automated simulation are Parallel resistance, Series resistance, Diode ideality, Saturation current, Contact properties, and Charge carrier mobility.</p><p>Finally, a basic working solution has been initiated by automating the simulation program for calibrating the parameter values.</p>

Dünne Schichten aus hydrogenisiertem amorphem Silizium a-Si:H spielen für die Photovoltaik eine wichtige Rolle. Einerseits kommt für die Dünnschicht-Photovoltaik unterschiedlich dotiertes a-Si:H in den Schichten einer p-i-n-Solarzelle zur Anwendung, andererseits stellen Heterokontakt-Solarzellen aus amorphem und kristallinem Silizium (a-Si:H/c-Si) wegen ihres hohen Wirkungsgrades derzeit ein sehr aktuelles Forschungsthema dar. Die Abscheidung der a-Si:H-Schichten im Rahmen dieser Arbeit erfolgt mit der Methode des Magnetronsputterns (Kathodenzerstäubung). Dieses für die in-line-Beschichtung etablierte Verfahren wird speziell für die Photovoltaik noch nicht in industriellem Maßstab eingesetzt (lediglich für transparente leitfähige Oxide TCO). Insbesondere existiert nur eine geringe Zahl von Veröffentlichungen zu Heterokontakten, welche mittels Magnetronsputtern hergestellt wurden. Ein Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit ist daher die Herstellung sowie Charakterisierung solcher Heterokontakte unter dem Aspekt variierter Abscheide- und Prozessparameter (Substrattemperatur, Wasserstoffflussrate, Ionenbeschuss). Das für das Sputtern erforderliche Plasma wird mit einer im Mittelfrequenzbereich gepulsten Gleichspannung angeregt. Ein dadurch mehr oder weniger ausgeprägter Ionenbeschuss der wachsenden Schichten in Abhängigkeit der Pulsparameter wird hier analysiert. Die Charakterisierung der Heterokontakte erfolgt hauptsächlich anhand deren Strom-Spannung-Kennlinien, welche auch bei variierter Temperatur gemessen werden. Erzielte Gleichrichtungsverhältnisse um 10000:1 sowie Diodenidealitätsfaktoren η ≈ 1,3 kennzeichnen (p)a-Si:H/(n)c-Si-Heterokontakte mit den besten halbleiterphysikalischen Eigenschaften. Bei zu schwacher Schichthydrogenisierung wurde ein Ladungstransportmechanismus nachgewiesen, welcher in der Literatur als multi-tunneling capture-emission MTCE bekannt ist. Eine erhöhte Hydrogenisierung unterdrückt diesen Mechanismus nahezu vollständig. Durch Abscheidung unterschiedlich stark bordotierter a-Si:H-Schichten wird außerdem die Dotiereffizienz beurteilt. Hohe Werte sind bei amorphen Halbleitern im Allgemeinen schwer zu erreichen. Die mit stärkerer Dotierung erhöhte Gleichrichterwirkung lieferte hier ein Indiz für eine nachweisbare Dotiereffizienz.

Dünne Schichten aus hydrogenisiertem amorphem Silizium a-Si:H spielen für die Photovoltaik eine wichtige Rolle. Einerseits kommt für die Dünnschicht-Photovoltaik unterschiedlich dotiertes a-Si:H in den Schichten einer p-i-n-Solarzelle zur Anwendung, andererseits stellen Heterokontakt-Solarzellen aus amorphem und kristallinem Silizium (a-Si:H/c-Si) wegen ihres hohen Wirkungsgrades derzeit ein sehr aktuelles Forschungsthema dar. Die Abscheidung der a-Si:H-Schichten im Rahmen dieser Arbeit erfolgt mit der Methode des Magnetronsputterns (Kathodenzerstäubung). Dieses für die in-line-Beschichtung etablierte Verfahren wird speziell für die Photovoltaik noch nicht in industriellem Maßstab eingesetzt (lediglich für transparente leitfähige Oxide TCO). Insbesondere existiert nur eine geringe Zahl von Veröffentlichungen zu Heterokontakten, welche mittels Magnetronsputtern hergestellt wurden. Ein Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit ist daher die Herstellung sowie Charakterisierung solcher Heterokontakte unter dem Aspekt variierter Abscheide- und Prozessparameter (Substrattemperatur, Wasserstoffflussrate, Ionenbeschuss). Das für das Sputtern erforderliche Plasma wird mit einer im Mittelfrequenzbereich gepulsten Gleichspannung angeregt. Ein dadurch mehr oder weniger ausgeprägter Ionenbeschuss der wachsenden Schichten in Abhängigkeit der Pulsparameter wird hier analysiert. Die Charakterisierung der Heterokontakte erfolgt hauptsächlich anhand deren Strom-Spannung-Kennlinien, welche auch bei variierter Temperatur gemessen werden. Erzielte Gleichrichtungsverhältnisse um 10000:1 sowie Diodenidealitätsfaktoren η ≈ 1,3 kennzeichnen (p)a-Si:H/(n)c-Si-Heterokontakte mit den besten halbleiterphysikalischen Eigenschaften. Bei zu schwacher Schichthydrogenisierung wurde ein Ladungstransportmechanismus nachgewiesen, welcher in der Literatur als multi-tunneling capture-emission MTCE bekannt ist. Eine erhöhte Hydrogenisierung unterdrückt diesen Mechanismus nahezu vollständig. Durch Abscheidung unterschiedlich stark bordotierter a-Si:H-Schichten wird außerdem die Dotiereffizienz beurteilt. Hohe Werte sind bei amorphen Halbleitern im Allgemeinen schwer zu erreichen. Die mit stärkerer Dotierung erhöhte Gleichrichterwirkung lieferte hier ein Indiz für eine nachweisbare Dotiereffizienz.