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

Die vorliegende Arbeit besch ä ftigt sich mit der Modifizierung der Oberfl ä chen-und Volumeneigenschaften von CuInSe 2 , CuGaSe 2 und des Mischsystems Cu(In, Ga)(Se, S)2 – (CIGS) durch niederenergetische Stickstoff-, Argon-und Wasserstoffionen (250 eV bis 1000 eV). Im Mittelpunkt des Interesses steht die Charakterisierung des Einflusses dieser Ionen auf Veränderungen der Oberflächenmorphologie sowie der chemischen, strukturellen und defektchemischen Materialeigenschaften, die mit Hilfe der Photoelektronenspektroskopie, der Raman-Spektroskopie im Energiebereich der Gitterschwingungen sowie einigen weiteren spektroskopischen Methoden analysiert werden. Im Einzelnen erfolgt ein ausführlicher Vergleich des Materialabtrags durch Stickstoff-und Argonionen in Hinblick auf die Oberflächenrauheit und die ionenstrahlinduzierten Gitterdefekte. Diskutiert wird die Auswahl geeigneter Ionenstrahlparameter zur Glättung rauer polykristalliner Oberflächen. Die Ergebnisse zeigen insbesondere, dass sich niederenergetische Stickstoffionen hervorragend zur schädigungsarmen Reinigung und Glättung von CIGS eignen. Darüber hinaus wird der Einfluss niederenergetischer Wasserstoffionen auf die Oberflächen- und Volumeneigenschaften der verschiedenen Materialsysteme mit dem Ziel untersucht, eine Hydrogenisierung der gesamten Absorberschicht der Solarzelle zu erreichen. Im Einzelnen werden die schädigungsarme Entfernung von Oberflächenverunreinigungen durch chemische Reaktionen, die Untersuchung der Reduktion von binären Fremdphasen auf Cu-reichen Materialien und die Analyse der Veränderung der chemischen Oberflächen-und Volumenzusammensetzung beschrieben. Die Beeinflussung des Defekthaushalts wird untersucht und mit Hilfe defektchemischer Modelle diskutiert.