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 nderungen 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.>
Jürgen Parisi; Wolfram Wettling; Vladimir Dyakonov
130 S. Ill., graph. Darst. 30 cm.
Oldenburg, Univ., Diss., 2002
HochschulschriftKonzentratorFotovoltaikSolarzelle
Konzentratorsysteme bieten eine Möglichkeit, um billigen Solarstrom zu erzeugen. In dieser Arbeit werden neben detaillierten Untersuchungen zu Serienwiderstandsverlusten in Konzentrator-Solarzellen zwei Konzepte untersucht. Zunächst wird der Fresnel-Linsen-Konzentrator präsentiert. Bei der Entwicklung wurden Langzeitstabilität und möglichst hohe Wirkungsgrade angestrebt. Im zweiten Teil wird eine Meßmethode für Module mit Tandemsolarzellen auf der Basis der Spektrometrischen Charakterisierung beschrieben. Danach wird der Linearkonzentrator mit zweiter Stufe vorgestellt. Bei einachsiger Nachführung wird dank dreidimensionaler Sekundärkonzentratoren eine Konzentration von 250 erreicht. Das Problem des Vergleichs anhand der bei Flachmodulen üblichen Kriterien wie Modulwirkungsgrad und auf die Ausgangsleistung bezogene Modulkosten (Euro/W P ) wird diskutiert. Für den Vergleich der beiden in dieser Arbeit untersuchten Systeme wird eine Reihe anderer Kriterien entwickelt. <dt.>
Concentrator systems provide an opportunity to produce cheap solar electricity. Among detailed examinations of the series resistance losses in concentrator solar cells two concepts are examined in this work. First of all the Fresnel lens concentrator is presented. During development long-time-stability and highest possible efficiency was aimed. In the second part a method for the outdoor-measurement of modules equipped with tandem solar cells on the basis of the Spectrometric Characterisation is described. Subsequently the linear concentrator with second stage is introduced. Due to three-dimensional secondaries a concentration of 250 is reached only with one-axis-tracking. The problem of comparison by means of criteria commonly used for flat plate modules like module efficiency and module costs based on output power (Euro/W P ) is discussed. For the comparison of the two concentrator systems examined in this work a set of different criteria is developed. <engl.>
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.>
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