Photonik der Solarzellen II: Solarzellen mit schwefelhaltigen Absorberschichten (German Edition)

Spezielle potentielle Absorber-Material-Konzepte werden vorgestellt. und diskutiert. Experimentell ermittelte Parameter son Solarzellen mit schwefelhaltigen Absorberschichten sind besprochen sowie unterschiedlichen Puffer- und Zwischenschichten (z. B. CdS, i-ZnO:Al, Bi2S3) und deren Einfluss auf die Funktion von Solarzellen. Konzentrations-Variationen unterschiedlicher Elemente (z.B. Sn, Pb, Bi, Sb, Cu, S) und typischen Sputter-Parametern auf die physikalischen Werte der untersuchten Dünnschichten können nachvollzogen werden. Die erste Hälfte des Buches bietet weitestgehend näherungsfrei abgeleitete physikalische Theorien für einzelne Dünnschichten und komplette Solarzellen sowie entsprechende optoelektrische Analyseverfahren. In der zweiten Hälfte des Buches werden exemplarische TCO-, Puffer- und Absorberschichten sowie daraus gefertigte Dünnschicht-Solarzellen für eine Vielzahl unterschiedlicher Produktions- (Raum, Zeit, reales Gasgesetz, Prozessparameter, ...) und Messbedingungen (Temperatur, Beleuchtungsstärke, ...) systematisch analysiert. Im Rahmen der theoretischen Betrachtungen einzelner Dünnschichten finden Ein- und Zwei-Schichten-Modelle ebenso Anwendung wie das Swanepoel Modell oder entsprechende quantenmechanische Modelle. Neben berührungslosen, optischen Schichtwiderstandsmessungen können hiermit effektive Dotierstoffkonzentrationen, effektive Massen freier Ladungsträger, deren Driftgeschwindigkeiten, Beweglichkeiten, freien Weglängen und Lebensdauern ebenso fehlerfrei bestimmt werden, wie die ihnen zugrunde liegenden Brechungsindizes (Dielektrizitätskonstanten) und Absorptionskoeffizienten (Austrittsarbeiten). Im Rahmen der Analyse von I(U)-Kennlinien ganzer Solarzellen werden solide Modelle vorgestellt, mit welchen nicht nur Wirkungsgrade und Füllfaktoren effizent und korrekt bestimmt werden können, sondern u. a. auch die Quanteneffizienz. Darüber hinaus erlauben die lückenlos hergeleiteten Theorien eine korrekte Simulation der Strom-Spannungscharakteristik, auch in Abhängigkeit der Prozessparameter. Front Matter ....Pages I-XI Übersicht zu den Experimenten (Andreas Stadler)....Pages 1-8 Transparente, isolierende und leitende Materialien (Andreas Stadler)....Pages 9-26 Opake, absorbierende Sulfide (Absorber) (Andreas Stadler)....Pages 27-200 Anhänge (Andreas Stadler)....Pages 201-209 CdS, i-ZnO:Al, Bi2S3) und deren Einfluss auf die Funktion von Solarzellen. Sn, Pb, Bi, Sb, Cu, S) und typischen Sputter-Parametern auf die physikalischen Werte der untersuchten Dunnschichten koennen nachvollzogen werden.