Herstellung und Charakterisierung von Inversionsschicht-Solarzellen auf polykristallinem Silizium:
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Essen
Girardet
1985
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| adam_text | SCHRIFTENREIHE ZUR ENERGIEFORSCHUNG HERAUSGEGEBEN VON DER ALFRIED KRUPP
VON BOHLEN UND HALBACH-STIFTUNG EDMUND PAUL BURTE HERSTELLUNG UND
CHARAKTERISIERUNG VON INVERSIONSSCHICHT- SOLARZELLEN AUF
POLYKRISTALLINEM SILIZIUM VERLAG W. GIRARDET * ESSEN INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 11 2 GRUNDLAGEN 14 2.1 GRUNDLEGENDE EIGENSCHAFTEN DES
POLYKRISTALLINEN SILIZIUMS 14 2.1.1 REAKTIONSMECHANISMEN BEI DER
CHEMISCHEN DAMPF- PHASENABSCHEIDUNG VON POLYKRISTALLINEM SILIZIUM 14
2.1.2 ORIENTIERUNG UND GROESSE DER KOERNER IN CVD-SI-SCHICHTEN 15 2.1.3
MODELL FUER DIE LEITFAEHIGKEIT UND BEWEGLICHKEIT IN CVD-SILIZIUM 15 2.2
GRUNDLEGENDE EIGENSCHAFTEN DER MLS-INVERSIONS- SCHICHT-SOLARZELLE 20
2.2.1 PRINZIPIELLER AUFBAU DER MLS-INVERSIONSSCHICHT- SOLARZELLE 20
2.2.2 EIGENSCHAFTEN DES MIS-KONTAKTES ALUMINIUM/SI- OXID/P-SILIZIUM 21
2.2.2.1 STROM-SPANNUNGS-CHARAKTERISTIK 21 2.2.2.2
KAPAZITAETS-SPANNUNG-BEZIEHUNG FUER MIS-DIODEN 26 2.2.3 HERSTELLUNG UND
EIGENSCHAFTEN DES PLASMA-SILIZIUM- NITRIDS. 27 2.2.4 ERKLAERUNG DES
FUNKTIONSPRINZIPS DER MLS-INVERSIONS- SCHICHT-SOLARZELLE UND KENNGROESSEN
EINER SOLARZELLE ... 29 2.3 BESTIMMUNG VON GRENZFLAECHENZUSTANDSDICHTEN
NACH DER QUASISTATISCHEN METHODE 32 3 EXPERIMENTELLES 36 3.1 HERSTELLUNG
DES LPCVD-SILIZIUMS DURCH EINEN NIEDER- DRUCK CVD (LPCVD) PROZESS 36
3.1.1 BESCHREIBUNG DER ANLAGE ZUR HERSTELLUNG DES LPCVD- SILIZIUMS 36
3.1.2 BESCHREIBUNG DES HERSTELLUNGSPROZESSES DER LPCVD- SI-SCHICHTEN 37
3.2 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DER MESSPROBEN UND QUER- SCHNITTE DURCH DIE
EINZELNEN BAUELEMENTE 38 3.2.1 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DER PROBEN AUS
LPCVD-SI ZUR MESSUNG DER SCHICHTDICKE DES ABGESCHIEDENEN SILIZIUMS, DER
BEWEGLICHKEIT NACH VAN DER PAUW SOWIE DES OHMSCHEN UEBERGANGSWIDERSTANDES
ZWISCHEN SUBSTRAT UND LPCVD-SI-SCHICHT 38 3.2.2 QUERSCHNITTE DURCH DIE
UNTERSUCHTEN BAUELEMENTE. .. . 39 3.2.3 HERSTELLUNGSSCHRITTE FUER
MIS-IL-SOLARZELLEN AUF LPCVD- SILIZIUM UND WACKER SILSO, DER
FELDEFFEKTTRANSISTOREN MIT MIS-KONTAKTEN UND DER MNOS-KONDENSATORETI ...
41 3.3 BESCHREIBUNG DER EINZELNEN HERSTELLUNGSSCHRITTE 43 3.3.1
GRUNDMATERIALIEN FUERMIS-INVERSIONSSCHICHT-SOLARZELLEN,
MIS-FELDEFFEKTTRANSISTOREN UND MNOS-KONDENSATOREN. 43 3.3.2
VORBEHANDLUNG UND REINIGUNG DER PROBEN 43 3.3.3 AUFDAMPFEN DES
RUECKSEITENKONTAKTES 44 3.3.4 TEMPERN UND DUENNOXIDPRAEPARATION 45 3.3.5
AUFDAMPFEN DES VORDERSEITENKONTAKTES 45 3.3.6 PHOTOLITHOGRAPHIE 45 3.3.7
BESCHICHTUNG MIT PLASMA-SILIZIUMNITRID 46 3.3.8 WEITERGEHENDE SCHRITTE
ZUR HERSTELLUNG DER FELD- EFFEKTTRANSISTOREN 47 3.4 MESSMETHODEN 47 3.4.1
MESSUNG DES SPEZIFISCHEN WIDERSTANDES NACH DER VIER- SPITZENMETHODE 47
3.4.2 MESSUNG DER HALLBEWEGLICHKEIT UND DER LADUNGSTRAEGER- KONZENTRATION
NACH VAN DER PAUW 48 3.4.3 MESSUNG DER TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER
LEITFAEHIGKEIT UND DER PHOTOLEITFAEHIGKEIT VON LPCVD-SILIZIUM 49 3.4.4
MESSUNG DER ABSORPTIONSKONSTANTEN VON LPCVD- SILIZIUM 50 3.4.5
KAPAZITAETS-SPANNUNGS-MESSUNGEN AN MNOS-KONDEN- SATOREN 50 3.4.6
KAPAZITAETS-SPANNUNGS-MESSUNGEN AN MIS-DIODEN 51 3.4.7 UEBER DIE MESSUNG
DER KENNGROESSEN EINER SOLARZELLE. ... 51 3.4.7.1 ERSATZSCHALTBILD UND
STROMGLEICHUNG 51 3.4.7.2 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN DEN KENNGROESSEN DER HELL-
UND DUNKELKENNLINIE 53 3.4.7.3 BESTIMMUNG DES IDEALITAETSFAKTORS UND DES
SAETTIGUNGS- SPERRSTROMES DER IN DER REALEN SOLARZELLE ENTHALTENEN
*IDEALEN DIODE 54 3.4.7.4 EXTERNER QUANTENWIRKUNGSGRAD 56 8 3.4.8
EXPERIMENTELLE DURCHFUEHRUNG DER MESSUNG DER KENN- GROESSEN EINER
SOLARZELLE 57 3.4.8.1 MESSUNG DER DUNKELKENNLINIE 57 3.4.8.2 MESSUNG DER
HELLKENNLINIE 58 3.4.8.3 MESSUNG VON IK-UL BEI VERSCHIEDENEN
BELEUCHTUNGS- INTENSITAETEN 59 3.4.8.4 MESSUNG DES QUANTENWIRKUNGSGRADES
59 3.4.9 MESSUNG DER GRENZFLAECHENZUSTANDSDICHTE NACH DER QUASISTATISCHEN
METHODE 60 3.4.10 UEBER DIE MESSUNG DER BEWEGLICHKEIT DER INVERSIONS-
SCHICHTELEKTRONEN 61 3.4.10.1 FORMELN ZUR AUSWERTUNG DER BEWEGLICHKEIT
IN DER INVERSIONSSCHICHT 61 3.4.10.2 EXPERIMENTELLE DURCHFUEHRUNG DER
MESSUNGEN UND AUS- WERTUNG 64 4 ERGEBNISSE UND DISKUSSION 66 4.1
EIGENSCHAFTEN DES LPCVD-SILIZIUMS 66 4.1.1 EINKRISTALLINES SILIZIUM ALS
SUBSTRATMATERIAL FUER DIE ABSCHEIDUNG VON LPCVD-SILIZIUM 66 4.1.2
UEBERGANGSWIDERSTAND ZWISCHEN EINKRISTALLINEM SUBSTRAT UND LPCVD-SILIZIUM
UND OHMSCHE KONTAKTE AUF LPCVD-SILIZIUM 67 4.1.3 WACHSTUMSRATE ALS
FUNKTION DER GASVERHAELTNISSE 67 4.1.4 SPEZIFISCHER WIDERSTAND ALS
FUNKTION DER GASVERHAELT- NISSE 69 4.1.5 LEITFAEHIGKEIT ALS FUNKTION DER
TEMPERATUR 71 4.1.6 PHOTOLEITFAEHIGKEIT VON LPCVD-SIHZIUM 73 4.1.7
HALL-BEWEGLICHKEIT 76 4.1.8 OPTISCHE ABSORPTION VON LPCVD-SILIZIUM 78
4.2 ELEKTRISCHE MESSUNGEN AN BAUELEMENTEN AUF LPCVD- SILIZIUM UND AUF
GROBKOERNIGEM POLYKRISTALLINEN SILIZIUM (WACKER SILSO) 81 4.2.1
EIGENSCHAFTEN DER GRENZFLAECHE PLASMA-SI-NITRID/SI- OXID/LPCVD-SI BZW.
PLASMA-SI-NITRID/SI-OXID/WACKER SILSO 82 4.2.2
KAPAZITAETS-SPANNUNGS-MESSUNGEN AN MIS-KONTAKTEN AUF LPCVD-SILIZIUM UND
WACKER SILSO 85 4.2.3 DUNKELKENNLINIEN VON MIS-KONTAKTEN 86 9 4.2.4
IK-UL-MESSUNGEN BEI VERSCHIEDENEN BELEUCHTUNGS- INTENSITAETEN UND
TEMPERATUREN, SOWIE BESTIMMUNG DES BANDABSTANDES VON LPCVD-SILIZIUM 91
4.2.5 HELLKENNLINIEN VON MIS-IL-SOLARZELLEN 94 4.2.6 EXTERNER
QUANTENWIRKUNGSGRAD 97 4.3 STABILITAETSUNTERSUCHUNGEN AN
MIS-IL-SOLARZELLEN MIT PLASMA-SILIZIUM-NITRID ALS DIELEKTRIKUM 99 4.3.1
ZEITABHAENGIGE AENDERUNG VON LEERLAUFSPANNUNG, KURZ- SCHLUSSSTROM,
FUELLFAKTOR UND WIRKUNGSGRAD EINER MIS-IL- SOLARZELLE BEI BELEUCHTUNG MIT
EINER GE-ELH-LAMPE . . 100 4.3.2 EINFLUSS DER BELEUCHTUNG MIT DER
HBO-LAMPE AUF DIE KENNGROESSEN DER HELLKENNLINIE, AUF DEN SAETTIGUNGS-
SPERRSTROM DER *IDEALEN DIODE, DEN IDEALITAETSFAKTOR SOWIE DEN
SERIENWIDERSTAND DER SOLARZELLE 104 4.3.3 DICHTE SCHNELLER
GRENZFLAECHENZUSTAENDE BEI BELEUCHTUNG MIT EINER HBO-LAMPE 109 4.3.4
EINFLUSS DER GRENZFLAECHENZUSTAENDE AUF DIE HELLKENN- LINIE DER SOLARZELLE
114 4.3.5 ABHAENGIGKEIT DER DEGRADATION DER SOLARZELLEN VON DER FREQUENZ
DES LICHTES 123 4.3.6 ABHAENGIGKEIT DER ABNAHME DER POSITIVEN
GRENZFLAECHEN- LADUNGEN VON DER FREQUENZ DES LICHTES 126 4.3.7 UEBER DEN
ZUSAMMENHANG ZWISCHEN DER ABNAHME DES FUELLFAKTORS UND DER DICHTE FESTER
POSITIVER GRENZ- FLAECHENLADUNGEN BEI VERWENDUNG DES KANTENFILTERS WG 360
129 4.3.8 UNTERSUCHUNG DER OPTISCHEN GENERATION VON GRENZ-
FLAECHENZUSTAENDEN IN ABHAENGIGKEIT VON DER WELLENLAENGE DES LICHTES 131
4.3.9 DEUTUNG DER OPTISCHEN GENERATION VON GRENZFLAECHEN- ZUSTAENDEN 138
4.3.10 ZUSAMMENFASSUNG DER DEGRADATIONSMECHANISMEN ... . 141 5
ZUSAMMENFASSUNG 144 LITERATURVERZEICHNIS 147 STICHWORTVERZEICHNIS 15 1
10
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