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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Gloveboxsystem mit Aufdampfanlage

Solarzellen brauchen einen Mechanismus, der dafür sorgt, dass Elektronen zu einem Kontakt fließen und Löcher zu dem jeweils anderen. Typischerweise ist dieser Mechanismus eine eingebaute elektrische Spannung, die durch die unterschiedlichen Austrittsarbeiten von verschiedenen Schichten erzeugt wird. Im Fall von Dünnschicht Si Solarzellen erzeugen eine dünne p-Typ und eine dünne n-Typ Schicht auf jeder Seite der Zelle die eingebaute Spannung. Bei den meisten aus der Flüssigphase hergestellten Solarzellen ist der p-Kontakt ein organischer Lochleiter oder ein transparentes Oxid. Die Kathode allerdings ist meistens ein Metall mit einer sehr niedrigen Austrittsarbeit, um so eine hohe eingebaute Spannung zu ermöglichen. Solche Metalle wie Ca oxidieren allerdings sehr schnell an Luft. Daher darf die Solarzelle nach dem letzten Schritt, dem Aufdampfen des Rückkontakts, nicht mit Sauerstoff in Berührung kommen. Um das zu ermöglichen wird eine Aufdampfanlage an eine mit Stickstoff gefüllte Glovebox angeschlossen, so dass die Proben nach dem Öffnen der Aufdampfanlage zunächst nur mit der Atmosphäre der Glovebox in Kontakt kommen (die fast sauerstofffrei ist).

Nach dem Aufdampfen kann dann die Zelle entweder in einen luftdichten Probenhalter eingebaut werden oder sie wird verkapselt, so dass sie aus der Glovebox ausgeschleust und dann charakterisiert werden kann.


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