Modifizierung von Cu(In,Ga)(Se,S)2 mit niederenergetischen Ionen

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Die vorliegende Arbeit untersucht die Modifizierung der Oberflächen- und Volumeneigenschaften von CuInSe2, CuGaSe2 und dem Mischsystem Cu(In, Ga)(Se, S)2 (CIGS) durch niederenergetische Stickstoff-, Argon- und Wasserstoffionen (250 eV bis 1000 eV). Im Fokus steht die Charakterisierung der Auswirkungen dieser Ionen auf die Oberflächenmorphologie sowie die chemischen, strukturellen und defektchemischen Materialeigenschaften, analysiert mittels Photoelektronenspektroskopie, Raman-Spektroskopie und weiteren spektroskopischen Methoden. Ein detaillierter Vergleich des Materialabtrags durch Stickstoff- und Argonionen wird hinsichtlich der Oberflächenrauheit und der ionenstrahlinduzierten Gitterdefekte durchgeführt. Die Auswahl geeigneter Ionenstrahlparameter zur Glättung rauer polykristalliner Oberflächen wird diskutiert. Die Ergebnisse zeigen, dass niederenergetische Stickstoffionen sich gut zur schädigungsarmen Reinigung und Glättung von CIGS eignen. Zudem wird der Einfluss niederenergetischer Wasserstoffionen auf die Oberflächen- und Volumeneigenschaften der Materialsysteme untersucht, um eine Hydrogenisierung der gesamten Absorberschicht der Solarzelle zu erreichen. Die schädigungsarme Entfernung von Oberflächenverunreinigungen durch chemische Reaktionen, die Reduktion von binären Fremdphasen auf Cu-reichen Materialien und die Analyse der chemischen Zusammensetzung werden beschrieben. Die Beeinflussung des Defekthaushalts wird un