Die Untersuchung der geänderten Defektcharakteristika, die durch beschleunigte Lebensdauertests von ZnO/CdS/Cu(In,Ga)(S,Se)2/Mo Dünnschichtsolarzellen verursacht werden, sind Ziel dieser Arbeit. Der Füllfaktor und die Leerlaufspannung von ungekapselten Testzellen werden durch eine künstliche Alterung im Labor verringert. Diese Alterung wird anhand des 'Damp-Heat' Tests durchgeführt, bei dem die ungekapselten Zellen Luft von 85C Temperatur und 85% relativer Luftfeuchtigkeit für verschiedene Zeitdauern (6h-438h) ausgesetzt werden. Zur Charakterisierung wenden wir temperaturabhängige Kapazitäts-Spannungsmessungen, Admittanzspektroskopie und Transiente Störstellenspektroskopie an. Wir beobachten elektronische Defektzustände, welche eine proportional zur Dauer der 'Damp-Heat' Belastung erhöhte Aktivierungsenergie aufweisen. Wir machen eine kontinuierliche Energieverteilung von Defektzuständen in der Nähe der CdS/Cu(In,Ga)(S,Se)2 Grenzfläche dafür verantwortlich. Die erhöhte Aktivierungsenergie deutet demnach auf eine Verminderung der Bandverbiegung an der Cu(In,Ga)(S,Se)2 Oberfläche hin. Zudem beobachten wir durch die 'Damp-Heat' Belastung induzierte Änderungen in den Defektspektren von Volumenstörstellen. <dt.>
The changes of defect characteristics induced by accelerated lifetime tests on solar cells of the heterostructure ZnO/CdS/Cu(In,Ga)(S,Se)2/Mo are investigated. The fill factor and open-circuit voltage of non-encapsulated test cells are reduced after prolonged damp-heat treatment in the laboratory, leading to a reduced energy conversion efficiency. We subject non-encapsulated test cells to damp-heat exposure at 85C ambient temperature and 85% relative humidity for various time periods (6h-438h). We apply temperature-dependent capacitance-voltage measurements, admittance spectroscopy, and deep-level transient spectroscopy. We observe the presence of electronic defect states which showed an increasing activation energy due to damp-heat exposure. We conclude that the response originates from an energetically continuous distribution of defect states in the vicinity of the CdS/chalcopyrite interface. The increase in activation energy indicates a reduced band bending at the Cu(In,Ga)(S,Se)2 surface. We observe changes in the bulk defect spectra due to the damp-heat treatment as well. <engl.>
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Phänomenen des Ladungstransports in Halbleitern im Temperaturbereich des flüssigen Heliums. Beim Anlegen eines kritischen elektrischen Feldes kommt es hierbei zum Effekt des Stoßionisationsdurchbruchs, welcher die Bildung von Stromfilamenten zur Folge hat. Als Material wird homogen dotiertes p-Germanium verwendet, das im Fall des Stoßionisationsdurchbruchs eine ungeheure Vielfalt an Verhaltensmustern zeigt. Im Zusammenhang mit der nichtlinearen Dynamik des Halbleitersystems ergab sich die Herausforderung, den Stoßionisationsdurchbruch in p-Germanium ohne störende Wärmestrahlung räumlich zu untersuchen. Um entsprechende Messungen durchführen zu können, wurde ein selbstgebautes Tieftemperatur-Raster-Laser-Mikroskop aufgebaut. Anhand der Ergebnisse läßt sich das dynamische Verhalten des Halbleiters anhand von Strom-Spannungs-Kennlinien, zeitlicher (spontane Oszillationen des Probenwiderstandes) als auch räumlicher (räumlich inhomogene Stromdichteverteilung - Stromfilamente) Strukturbildung verstehen. <dt.>
The extremely sensitiveness of the spontaneous formation of filamentary currentflow against infrared illumination which disturbs or even destroys the elementary process of impact ionization avalanche breakdown in the case of p-germanium, requires to shield the whole sample and the microscope against IR-illumination. As a consequence, the only possible solution of this problem is to incorporate the whole microscope, that means the laser diode, the deflection unit, and the focussing optics, inside an encapsulated sample stage and to immerse the whole apparatus into an cryostat, in order to cool down all components. We study the influence of the lattice temperature, additional IR-illumination, the intensity of the laser beam, and the influence of a transvers magnetic field on the behaviour of the sample. Here we see the extreme sensivity reaction to temperature of p-germanium. By measuring the current-voltage characteristics it is possible to get information about the critical temperature with respect to the oscillatory behaviour of the sample and the stability of the current filaments. The influence of the magnetic field on the structure geometry of the current filaments will be declared by using the dynamics of the charge carriers. <engl.>
Online-Ressource (87 S. = 2,7 MB) Ill., graph. Darst.
Hochschulschrift
Die Arbeit behandelt die strukturelle, elektrische und optische Charakterisierung von Cd 2 SnO 4 -Schichten (CTO). TEM- und GIXRD-Messungen zeigen, daß die Schichten aus Cd2 SnO 4 mit Anteilen von CdO bestehen. Schichtwiderstände von 14 Omega bei gleichzeitiger Transmission von 85% bei 550 nm wurden realisiert. Die Leitfähigkeit der CTO-Schichten erreicht 2800 Omega -1 cm -1 bei Ladungsträgerdichten von 4x10 20 cm -3 und Ladungsträgerbeweglichkeiten von 41 cm 2 V -1 s -1. Durch spektrale Rückrechnung mit Hilfe des Programmes RIG-VM wurden die dielektrischen Funktionen der Schichten bestimmt. Dabei wurden zum ersten Mal die Modelle von Leng et al. und von Hamberg et al. auf CTO angewendet. Im Vergleich mit ITO und ZnO:Al werden die gleichwertigen Eigenschaften des CTO zu diesen Materialien aufgezeigt. Auf einer CTO-Schicht als Ersatz für den ITO/SnO 2 -Frontkontakt wurde eine CdS/CdTe-Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 7,4% hergestellt. <dt.>
The work treats the structural, electrical and optical characterisation of Cd 2 SnO 4 thin films (CTO). TEM- und GIXRD-investigations show that the prepared films consist of cubic Cd 2 SnO 4 with CdO inclusions. Sheet resistances of 14 omega with simultaneous transparency of 85% at 550 nm have been reached. The conductivity of the CTO-films reach 2800 omega -1 cm -1 with carrier densities of 4x10 20 cm -3 and carrier mobilities of 41 cm 2 V -1 s -1. By simulation of the transmission/reflection- and the ellipsometrical spectra with the simulation program RIG-VM the dielectric functions of the CTO-films could be determined. The dielectric funcion models of Leng et al. and of Hamberg et al. have been applied for the first time on CTO. A comparison with ITO and ZnO:Al demonstrates the equivalent properties of CTO. A CdS/CdTe solar cell with a conversion efficiency of 7.4% has been prepared on a CTO-film as a substitute of the commonly used ITO/SnO 2 -frontcontact. <engl.>
Diese Dissertation behandelt die Verarbeitung der Einhüllenden von Schallen im auditorischen System des Menschen. Es wird die i) Selektivität für Einhüllendenfrequenzen, ii) Kodierung der Modulationstiefe und die iii) Analyse von komplexen Modulationen mit psychoakustischen Methoden untersucht. Ein funktionelles Hörmodell wird vorgeschlagen, das die empirischen Daten erfolgreich beschreibt.Kapitel 1 bestimmt die Bandbreite und die Form auditorischer Modulationsfilter. Kapitel 2 untersucht die Rolle interner und externer Limitationen bei der Detektion und Diskrimination von Amplitudenmodulationen. In Kapitel 3 wird der Einfluss von Schwebungen zwischen Modulationen (Venelope-Fluktuationen) auf Modulationsmaskierungsexperimente untersucht. Kapitel 4 beleuchtet die der Extraktion der Venelope zugrunde liegenden Prozesse in Normal- und Kapitel 5 zeigt, dass die Frequenzselektivität im Einhüllendenfrequenzbereich eine 'wirkliche' spektrale Zerlegung der Einhüllenden widerspiegelt und es sich nicht um einen Prozess handelt, der auf verschiedene Wiederholraten der Einhüllenden abgestimmt ist. <dt.>
This thesis investigates the processing of the envelope of sounds in the human auditory system. Psychoacoustic methods are used to examine the i) envelope-frequency selectivity, ii) coding of amplitude-modulation depth, and the iii) analysis of complex modulations. A functional model of hearing is proposed that successfully accounts for the empirical data. Chapter 1 derives the bandwidth and the shape of auditory modulation filters in terms of a critical-band concept in the envelope-frequency domain. Chapter 2 addresses the role of internal and external limitations in amplitude-modulation detection and discrimination. In Chapter 3, the role of beats between modulations (venelope fluctuations) in modulation-masking experiments is examined. Chapter 4 further investigates the processes underlying the extraction of the venelope in the normal-hearing and sensorineural hearing-impaired auditory system. Chapter 5 shows that the frequency selectivity in the envelope-frequency domain reflects a 'true' limited-resolution spectral decomposition, and not a selective process tuned to different repetition rates of the envelope. <engl.>
Die Arbeit behandelt die strukturelle, elektrische und optische Charakterisierung von Cd 2 SnO 4 -Schichten (CTO). TEM- und GIXRD-Messungen zeigen, daß die Schichten aus Cd2 SnO 4 mit Anteilen von CdO bestehen. Schichtwiderstände von 14 Omega bei gleichzeitiger Transmission von 85% bei 550 nm wurden realisiert. Die Leitfähigkeit der CTO-Schichten erreicht 2800 Omega -1 cm -1 bei Ladungsträgerdichten von 4x10 20 cm -3 und Ladungsträgerbeweglichkeiten von 41 cm 2 V -1 s -1. Durch spektrale Rückrechnung mit Hilfe des Programmes RIG-VM wurden die dielektrischen Funktionen der Schichten bestimmt. Dabei wurden zum ersten Mal die Modelle von Leng et al. und von Hamberg et al. auf CTO angewendet. Im Vergleich mit ITO und ZnO:Al werden die gleichwertigen Eigenschaften des CTO zu diesen Materialien aufgezeigt. Auf einer CTO-Schicht als Ersatz für den ITO/SnO 2 -Frontkontakt wurde eine CdS/CdTe-Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 7,4% hergestellt. <dt.>
The work treats the structural, electrical and optical characterisation of Cd 2 SnO 4 thin films (CTO). TEM- und GIXRD-investigations show that the prepared films consist of cubic Cd 2 SnO 4 with CdO inclusions. Sheet resistances of 14 omega with simultaneous transparency of 85% at 550 nm have been reached. The conductivity of the CTO-films reach 2800 omega -1 cm -1 with carrier densities of 4x10 20 cm -3 and carrier mobilities of 41 cm 2 V -1 s -1. By simulation of the transmission/reflection- and the ellipsometrical spectra with the simulation program RIG-VM the dielectric functions of the CTO-films could be determined. The dielectric funcion models of Leng et al. and of Hamberg et al. have been applied for the first time on CTO. A comparison with ITO and ZnO:Al demonstrates the equivalent properties of CTO. A CdS/CdTe solar cell with a conversion efficiency of 7.4% has been prepared on a CTO-film as a substitute of the commonly used ITO/SnO 2 -frontcontact. <engl.>
Die Arbeit befasst sich mit der Herstellung und Analyse von CdTe-Solarzellen. Im ersten präparativen Teil dieser Arbeit stelle ich ein Verfahren vor, in dem das Aktivierungsmittel CdCl2 bzw. NaCl durch Aerosolbeschichtung homogen auf den CdTe-Absorber aufgetragen und zur Aktivierung benutzt wird. Des weiteren wird als Rückkontaktzwischenschicht mittels DC-Kathodenzerstäubung hergestelltes Sb2Te3 untersucht. Die bei 180C Substrattemperatur erhaltene Schicht ist als Kontaktzwischenschicht chemisch stabil und hat eine ausreichende Leitfähigkeit. Bei Raumtemperatur hergestellte Sb-Te-Schichten weisen eine neue Phase des Sb-Te-Materialsystems auf. Im zweiten Teil werden für die ungewöhnlichen Veränderungen der I/U-Kennlinienform durch Beleuchtung der CdTe- bzw. Cu(In,Ga)Se2-Solarzelle Modelle vorgestellt. Diese Modelle basieren auf der Kompensation der Dotierung des CdS bzw. CdTe durch tiefe Störzellen. Die Modelle wurden simuliert und mit gemessenen Daten verglichen. <dt.>
This work concerns with the production and analysis of CdTe solar cells. The first preparative part of this work deals with the activation of the CdTe solar cell. A procedure is shown how to cover the CdTe layer homogeniously with CdCl2 or NaCl via an aerosol deposition. Furthermore an intermediate back contact layer made of DC-sputtered Sb2Te3 is investigated. The intermediate back contact layer prepared at 180C substrate temperature is chemical stable and sufficient conducting. Sb-Te layers produced by room temperature show an unknown phase of the Sb-Te material system. In the second part I present models for the unusual change of the i/v-curve shapes due to illumination of the CdTe- and Cu(In,Ga)Se2-solar cells. These models are based on the compensation of the doping of CdS and CdTe with deep traps. They have been simulated and compared to the measured data. <engl.>
Konfokale Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (FCS) ermöglicht über zeitliche Signalfluktuationen, die Dynamik von Biomolekülen zu erfassen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden neuartige Mehrfarben-Konzepte kombiniert mit Zweiphotonenanregung entwickelt, die eine Analyse molekularer Wechselwirkungen bei extrem niedrigen Probenkonzentrationen in transparenten Medien erlauben, bis hin zu lebenden Zellen. Diese Methoden bieten erhebliche Vorteile bzgl. Signalqualität und Zellviabilität mit der zusätzlichen Option, zwei spektral verschieden emittierende Fluorophore effizient mit nur einer Laserlinie anzuregen. Unter Einsatz von zwei- und dreifarbig markierten Assays konnten z.B. Protein-Protein-Wechselwirkungen in vitro und in vivo quantitativ verfolgt werden. Die Konzepte eröffnen somit vielversprechende Perspektiven, Michaelis-Menten-Komplexe oder Rezeptor-Komplexe zu charakterisieren, insbesondere im Hinblick auf die Entschlüsselung intrazellulärer Signalübertragung, welches Ziel vieler aktueller biowissenschaftlicher Forschung ist. <dt.>
Confocal fluorescence correlation spectroscopy FCS, as a time-averaging fluctuation analysis, has proved to be a powerful tool for detection and temporal investigation of biomolecules. Within the scope of this work, advanced multi-color concepts combined with two-photon excitation have been developed allowing for analysis of molecular interactions at extremely low concentrations in any transparent microenvironment, including living cells. This technique offers considerable advantages in signal quality and cell viability, along with the ability to simultaneously excite two spectrally distinct fluorophores with a single laser line. Studies on dual- and triple fluorophore assays assessing (reversible) protein-protein interactions are exemplified in vitro and in vivo. This concepts offer bright prospects to characterize Michaelis-Menten complexes or receptor complexes, particularly with regard to decoding intracellular signaling as a goal of many current in vivo studies. <engl.>
Resonatorintern frequenzverdoppelte Festkörperlaser besitzen insbesondere im spektralen Bereich von grün bis blau ein beträchtliches technisches Potential. Der wichtigste Grund dafür ist der hohe Wirkungsgrad, der sich durch die resonatorinterne Frequenzverdoppelung erzielen läßt. Ein aus technischer Sicht unerwünschter Nebeneffekt der resonatorinternen Frequenzwandlung sind starke zeitliche Fluktuationen der Ausgangsleistung. Verursacht wird dieses nichtlinear-dynamische Phänomen durch das Zusammenspiel der Modenkopplung im nichtlinear optischen Kristall mit dem räumlichen Lochbrennen im optisch aktiven Material des Lasers. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein klassisches elektronisches Regelverfahren zur Stabilisierung der Ausgangsleistung eines resonatorintern frequenzverdoppelten Nd:YAG-Lasers entwickelt, technisch implementiert und theoretisch fundiert. Darüber hinaus wurden die dynamischen und die optischen Phänomene des Lasers systematisch erfaßt und mit den entsprechenden Vorhersagen eines klassischen Ratengleichungsmodells verglichen. <dt.>
Intra-cavity frequency doubled solid state lasers have a remarkable technical potential in particular at the spectral range of green to blue. The most important reason for that is the high efficiency achievable using the intra-cavity frequency conversion. From the technical point of view there is an unwanted effect of the intra-cavity frequency conversion appearing in strong fluctuations of the output intensity. This nonlinear-dynamical phenomenon is caused by an interaction of mode coupling into the nonlinear optical crystal and the spatial hole burning into the laser media. Within the scope of this thesis a classical feedback control for stabilization of the output intensity of an intra-cavity frequency doubled Nd:YAG-laser was developed, implemented and theoretically funded. Furthermore the dynamical and optical phenomena of the laser were collected systematically and compared to the corresponding predictions of a classical rate equation model. <engl.>
Konfokale Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (FCS) ermöglicht über zeitliche Signalfluktuationen, die Dynamik von Biomolekülen zu erfassen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden neuartige Mehrfarben-Konzepte kombiniert mit Zweiphotonenanregung entwickelt, die eine Analyse molekularer Wechselwirkungen bei extrem niedrigen Probenkonzentrationen in transparenten Medien erlauben, bis hin zu lebenden Zellen. Diese Methoden bieten erhebliche Vorteile bzgl. Signalqualität und Zellviabilität mit der zusätzlichen Option, zwei spektral verschieden emittierende Fluorophore effizient mit nur einer Laserlinie anzuregen. Unter Einsatz von zwei- und dreifarbig markierten Assays konnten z.B. Protein-Protein-Wechselwirkungen in vitro und in vivo quantitativ verfolgt werden. Die Konzepte eröffnen somit vielversprechende Perspektiven, Michaelis-Menten-Komplexe oder Rezeptor-Komplexe zu charakterisieren, insbesondere im Hinblick auf die Entschlüsselung intrazellulärer Signalübertragung, welches Ziel vieler aktueller biowissenschaftlicher Forschung ist. <dt.>
Confocal fluorescence correlation spectroscopy FCS, as a time-averaging fluctuation analysis, has proved to be a powerful tool for detection and temporal investigation of biomolecules. Within the scope of this work, advanced multi-color concepts combined with two-photon excitation have been developed allowing for analysis of molecular interactions at extremely low concentrations in any transparent microenvironment, including living cells. This technique offers considerable advantages in signal quality and cell viability, along with the ability to simultaneously excite two spectrally distinct fluorophores with a single laser line. Studies on dual- and triple fluorophore assays assessing (reversible) protein-protein interactions are exemplified in vitro and in vivo. This concepts offer bright prospects to characterize Michaelis-Menten complexes or receptor complexes, particularly with regard to decoding intracellular signaling as a goal of many current in vivo studies. <engl.>
Das Thema dieser Dissertation ist die Aufklärung eines neuronalen Korrelats des räumlichen Hörens beim Menschen. Es werden frühe akustisch evozierte Potenziale (FAEPs) und binaurale Differenzpotenziale (BDs) auf Stimuli mit interauralen Differenzen in Zeit (ITD) und Pegel (ILD) gemessen und analysiert. In Kap. 2 wird der Vorteil der Analyse der Rohdaten zur Abschätzung des Restrauschens und des Signal-Rausch-Verhältnisses eines evozierten Potenzials dargelegt. In Kap. 3 wird nachgewiesen, dass FAEP- und BD-Amplituden mit der Lateralisation der Stimuli korrelieren, aber nicht allein mit den interauralen Parametern. Kap. 4 behandelt die Dipolquellenanalyse von Vielkanalmessungen der FAEP auf lateralisierte Clicks. Die Momenttrajektorien eines rotierenden Dipols korrelieren nicht mit ITD oder ILD allein, sondern mit der psychophysikalischen Lateralisation, die durch die Kombination beider Parameter hervorgerufen wurde. Dies deutet auf eine Extraktion der Lateralisation einer Schallquelle im Hirnstamm hin. In Kap. 5 wird gezeigt, dass binaurale FAEPs und BDs größere Amplituden für Chirps mit steigender Momentanfrequenz als für Clicks aufweisen. Das konstante Amplitudenverhältnis BD zu FAEP deutet auf eine hauptsächlich kontralateral inhibitorische und ipsilateral exzitatorische binaurale Interaktion hin. <dt.>
The objective of the present thesis is to elucidate a neural correlate of spatial hearing in humans. Auditory brain stem responses (ABRs) and binaural difference potentials (BDs) to stimuli with interaural differences in time (ITD) and level (ILD) are measured and analyzed. In chap. 2 the advantage of using information from the raw data of a measurement to accurately estimate the residual noise and the signal-to-noise ratio of an evoked potential is demonstrated. In chap. 3 it is shown that the amplitudes of ABRs and BDs rather correspond to the lateralization of the stimuli than to the interaural parameters. Chap. 4 deals with the dipole source analysis of multi-channel ABR data to lateralized clicks. The moment trajectories of a rotating dipole do not correlate with a single interaural cue alone, but with the psychophysical lateralization caused by the combination of both cues indicating an early extraction of the lateralization of a sound source. In chap. 5 it is shown that binaural ABRs and BDs have larger amplitudes for rising frequency chirps than for clicks. The constant amplitude ratio between BDs and binaural ABRs supports the hypothesis that binaural processing is predominantly contralateral inhibitory and ipsilateral excitatory. <engl.>
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