Optische Materialuntersuchungen für Si-Dünnschichtsolarzellen

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Die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie ist eine vielversprechende Methode für nachhaltige Energieversorgung. Kostengünstige Dünnschichtsolarzellen gelten als vielversprechende Kandidaten für diese photovoltaische Energiewandlung. Diese Arbeit untersucht die optischen, strukturellen, morphologischen und elektrischen Eigenschaften dünner Schichten für Solarzellen, mit besonderem Fokus auf den linearen optischen Eigenschaften im sichtbaren und angrenzenden Spektralbereichen. Der Schwerpunkt liegt auf ellipsometrischen und photometrischen Analysen dielektrischer Schichten (ZnO, β-GaO) sowie transparenter leitfähiger Oxide (ZnO: Ga, ZnO: Al), wobei Defektdichte und exzitonische Einflüsse berücksichtigt werden. Verschiedene Präparationsverfahren, insbesondere RF-Magnetron-Sputterdeposition und das neue Verfahren Ion Layer Gas Reaction (ILGAR), wurden hinsichtlich der Eigenschaften der resultierenden dünnen Schichten untersucht. Referenzspektren für Sputter-ZnO mit hoher Übereinstimmung zu Einkristallspektren wurden ermittelt. Zudem wurden exakte Spektren der Dispersion des Brechungsindex von ?-Ga2O3 durch simultane Modellierung bestimmt. Für die Modellierung von Heterostrukturspektren wurden die dielektrischen Funktionen von mikrokristallinem Silicium und Metallschichten sowie deren Oxidationskinetik ermittelt. Ein weiteres Ergebnis behandelt die Absorptionserhöhung in dünnen absorbierenden Schichten durch Lic