Diese Dissertation fokussiert sich auf die Charakterisierung von a-Si:H/c-Si Solarzellen durch simulierte und quantitative Messungen der Photolumineszenz (PL). Unterschiedliche Passivierungsschichten auf gleichen (p)c-Si Substraten werden bzgl. der Aufspaltung von Quasi-Fermi Niveaus EFn-EFp aus PL Messungen verglichen und so die maximale Voc der Heterostruktur ermittelt. Die effektive Lebensdauer Tau eff,pl und ihre Intensitätsabhängigkeit werden berechnet. Vorteilhaft ist die Verwendung von PL als kontaktlose Methode zur Analyse fortlaufend prozessierter Schichten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Interfacedefektdichte Dif in a-Si:H/c-Si die EFn-EFp stark beeinflusst. Der Vergleich der EFn-EFp aus PL mit der Simulation erlaubt die Parameterextraktion für das Interface. Tau eff,pl wächst mit T während die PL fällt. Dies liegt an der Reduktion des Band-Band Rekombinationskoeffizienten für größere T. Simulationen von Ladungsträgerdichten und EFn-EFp zeigen die hohe Sensitivität dieser Variablen für verschiedene Dif bei Voc. Schließlich werden die Unterschiede zwischen PL-I-V Kurven und I-V Kennlinien dieser Zellen analysiert. <dt.>
This thesis focuses on the characterization of a-Si:H/c-Si solar cells by simulated and quantitatively measured photoluminescence (PL). Different passivation layers on identical (p)c-Si substrates are compared in terms of splitting of quasi-Fermi levels EFn-EFp derived from PL, which gives the maximum achievable Voc. Effective lifetime Tau eff,pl and its intensity dependence are also calculated. Using the advantage of PL as a contactless method, consecutively processed layers during device deposition are analyzed. The results show that the interface defect density Dif in a-Si:H/c-Si heterojunctions strongly influences EFn-EFp. The comparison of EFn-EFp from PL with simulation allows the extraction of parameters for the interface. Tau eff,pl increases with temperatures T while PL yield decreases. This is explained by a reduction of the band-band recombination coefficient for higher T. Simulation of carrier densities and EFn-EFp shows the high sensitivity of these variables for different Dif at Voc. Finally, the differences between a PL-I-V-curve and the I-V-characteristics from a-Si:H/c-Si solar cells are analyzed. <engl.>
von Karsten von Maydell ; Horst Windgassen ; Wolfgang Andreas Nositschka ; Uwe Rau ; P. J. Rostan ; Jürgen Henze ; J. Schmidt ; Maximilian Scherff ; Wolfgang R. Fahrner ; Dietmar Borchert ; Saioa Tardon ; Rudolf Brüggemann ; Helmut Stiebig ; Manfred Schmidt
