Fremd- und Selbstdiffusion in Bezug auf das Kupfer-Untergitter in CIGSe-Dünnschichtsolarzellen

• Antragsteller: Professor Dr. Nicolaas A. Stolwijk (†)
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 172233413

Der Antrag zielt darauf ab, die Diffusion von Natrium und Silber in dünnen Cu(In, Ga)Se2- Schichten (CIGS) umfassend zu charakterisieren und somit eine bessere materialphysikalische Grundlage zur Optimierung von CIGS-Solarzellen zu erhalten. Für CIGS-Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad ist Na eine unverzichtbare Komponente, allerdings gibt es über dessen bevorzugten Einbau - im Volumen oder in der Korngrenze - keine gesicherten Erkenntnisse. Ag ist mit dem CIGS-Konstitionselement Cu chemisch eng verwandt; seine Diffusionseigenschaften sollen somit Informationen über relevante Punktdefekte im Cu-Untergitter liefern. Insbesondere sollen für beide Fremdelemente die Anteile der Volumen- und Korngrenzendiffusion temperaturabhängig ermittelt werden. Hierzu werden Diffusionsexperimente mit Hilfe der Radiotracermethode und der SIMS-Analyse über einen weiten Temperaturbereich durchgeführt. Zusätzliche Erkenntnisse über Löslichkeiten und Korngrenzensegregation sollen durch den Vergleich von Diffusionsprofilen in poly- und monokristallinen Schichten und mit elektronenmikroskopischen Untersuchungen gewonnen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen