Thesis--Göttingen. / In Periodical Room.

Zugl.: Konstanz, Univ., Diss., 2008

Die Dissertation demonstriert ein Verfahren zur Messung der normalisierten Rekombinationsstärke (Gamma) von Versetzungen in blockerstarrten Siliziumsolarzellen. Es basiert auf der topografischen Messung der internen Quanteneffizienz IQE und der Versetzungsdichte. Unter Verwendung des theoretischen Modells von Donolato und Simulationen mit dem Programm PC1D werden für einzelne Versetzungscluster aus dem gemessenen Zusammenhang zwischen der IQE und der Versetzungsdichte die Gamma-Werte bestimmt. Zur Messung der Versetzungsdichte wurden neue Methoden der automatischen Bildanalyse zur Erkennung von angeätzten Kristalldefekten mit dem Computer entwickelt. Die in den Solarzellen gemessenen Gamma-Werte variieren über ca. eine Größenordnung innerhalb weniger Millimeter. Regelmäßig angeordnete Versetzungen haben kleinere Gamma-Werte gegenüber ungeordneteren Verteilungen. Der Gamma-Wert korreliert signifikant mit den Prozesstemperaturen bei der Solarzellherstellung. Es wird gezeigt, in welcher Weise eine Remote-Plasma-Wasserstoffpassivierung die lokale IQE und die Gamma-Werte beeinflusst.

Konstanz, Univ., Diplomarb., 2002.

Die Dissertation demonstriert ein Verfahren zur Messung der normalisierten Rekombinationsstärke (Gamma) von Versetzungen in blockerstarrten Siliziumsolarzellen. Es basiert auf der topografischen Messung der internen Quanteneffizienz IQE und der Versetzungsdichte. Unter Verwendung des theoretischen Modells von Donolato und Simulationen mit dem Programm PC1D werden für einzelne Versetzungscluster aus dem gemessenen Zusammenhang zwischen der IQE und der Versetzungsdichte die Gamma-Werte bestimmt. Zur Messung der Versetzungsdichte wurden neue Methoden der automatischen Bildanalyse zur Erkennung von angeätzten Kristalldefekten mit dem Computer entwickelt. Die in den Solarzellen gemessenen Gamma-Werte variieren über ca. eine Größenordnung innerhalb weniger Millimeter. Regelmäßig angeordnete Versetzungen haben kleinere Gamma-Werte gegenüber ungeordneteren Verteilungen. Der Gamma-Wert korreliert signifikant mit den Prozesstemperaturen bei der Solarzellherstellung. Es wird gezeigt, in welcher Weise eine Remote-Plasma-Wasserstoffpassivierung die lokale IQE und die Gamma-Werte beeinflusst.

In EFG-Silizium wird Kohlenstoff weit über der Gleichgewichtslöslichkeit im Gitter eingebaut. In dünnen Bereichen der EFG-Bänder wird dabei mehr gelöster Kohlenstoff inkooperiert. Im EFG-Material liegen 4 · 10^17At/cm^3 Kohlenstoff in ausgeschiedener Form vor. Dabei bildet sich zum Einen in einigen Zwillingskorngrenzen eine monoatomare Schicht SiC aus, zum Anderen bilden sich Präzipitate, die kleiner als 60nm sind und kaum Spannungen in der Siliziummatrix erzeugen. Es wird vermutet, dass es sich um atomare Agglomerate aus wenigen Atomen Kohlenstoff und interstitiellen Siliziumatomen handelt. Diese Präzipitate verschlechtern die elektrischen Eingeschaften im Ausgangsmaterial. Durch eine veränderte Spülgaszusammensetzung (Zugabe von CO oder CO_2) während der Züchtung bilden sich Präzipitate größer als 60nm im Volumen der EFG-Bänder. Dadurch verbessert sich der Wirkungsgrad der gefertigten Solarzellen, verglichen mit den herkömmlichen EFG-Zellen.

In EFG-Silizium wird Kohlenstoff weit über der Gleichgewichtslöslichkeit im Gitter eingebaut. In dünnen Bereichen der EFG-Bänder wird dabei mehr gelöster Kohlenstoff inkooperiert. Im EFG-Material liegen 4 · 10^17At/cm^3 Kohlenstoff in ausgeschiedener Form vor. Dabei bildet sich zum Einen in einigen Zwillingskorngrenzen eine monoatomare Schicht SiC aus, zum Anderen bilden sich Präzipitate, die kleiner als 60nm sind und kaum Spannungen in der Siliziummatrix erzeugen. Es wird vermutet, dass es sich um atomare Agglomerate aus wenigen Atomen Kohlenstoff und interstitiellen Siliziumatomen handelt. Diese Präzipitate verschlechtern die elektrischen Eingeschaften im Ausgangsmaterial. Durch eine veränderte Spülgaszusammensetzung (Zugabe von CO oder CO_2) während der Züchtung bilden sich Präzipitate größer als 60nm im Volumen der EFG-Bänder. Dadurch verbessert sich der Wirkungsgrad der gefertigten Solarzellen, verglichen mit den herkömmlichen EFG-Zellen.