Wachstum von Dünnschichten des Materialsystems Cu-Zn-Sn-S Connaissance matérielle des fondements du développement de Kesterit-Solarzellen

Kesterit (Cu2ZnSnS4) ist ein viel versprechendes Dunnschicht-Absorbermaterial fur die Photovoltaik. Bisher wurden die besten Kesteritsolarzellen in mehrstundigen Temperprozessen aus sulfidischen und metallischen Schichtstapeln hergestellt. Die Verbesserung und Beschleunigung des Herstellungsprozesses erfordert das Verstandnis der Kesterit- Bildungskinetik und die Erforschung alternativer Prozessierungsmethoden. Entsprechend dieser Anforderungen behandelt diese Arbeit zunachst die Kinetik der Schichtbildung im Materialsystem Cu-Zn-Sn-S anhand von sulfidischen Schichtstapeln. Mittels energiedispersiver Rontgenbeugungs- und Rontgenfluoreszenzmessungen konnen erstmalig Reaktionsgeschwindigkeiten bei der Bildung von Kesteritschichten sowie der Zinnverlust aus den Schichten durch Cu2ZnSnS4-Zerfall in-situ bestimmt werden. Der zweite Teil der Arbeit beleuchtet die Herstellung von Kesteritdunnschichten in einem zweistufigen Aufdampfprozess. Aus Texturmessungen und hochaufgelosten elektronenmikroskopischen Messungen wird dabei ein Modell fur das Kesteritwachstum entwickelt. Die experimentellen Ergebnisse fuhren schliesslich zu Empfehlungen fur die Herstellung von Kesteritdunnschichten."