Untersuchungen zur großflächigen Abscheidung von amorphem Silizium (a-Si:H) für Solarzellen mit dem Hot-Wire-CVD-Verfahren

Large-area deposition of amorphous silicon (a-Si:H) for solar cells by Hot-Wire Chemical Vapor Deposition

  • Das relativ kostengünstige Hot-Wire-CVD-Verfahren (HWCVD) ist für die großflächige Abscheidung von Dünnschichtsolarzellen auf der Basis des amorphen Siliziums (a-Si:H) eine viel versprechende Alternative zu anderen Abscheideverfahren, da - bei apparativ relativ einfachem Aufbau - ähnliche oder sogar bessere Materialeigenschaften sowie höhere Abscheideraten erreichbar sind. Allerdings wurde erst mit dieser Arbeit gezeigt, dass HWCVD zur Herstellung von a-Si:H-Solarzellen hochskaliert und zur Beschichtung großer Flächen angewendet werden kann. Dafür wurde eine Anlage speziell für die großflächige Abscheidung (30 cm x 30 cm) konzipiert und weltweit erstmals der Einfluss der Gaszuführungs- und Filamentgeometrie auf die Uniformität und Materialqualität des a-Si:H systematisch untersucht- sowohl experimentell als auch gestützt durch theoretische Berechnungen. Abschließend wurde der Prozess mit einer Monte-Carlo-Simulationsmethode simuliert und die Simulationsergebnisse an Hand der experimentellen Ergebnisse interpretiert.
  • Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) has been considered the best technology for the deposition of amorphous silicon (a-Si:H) based thin film solar cells on large area. Recently, Hot-Wire Chemical Vapor Deposition (HWCVD) has emerged as a promising alternative. It yields similar or even better material properties and higher deposition rates and requires a much simpler set-up. However, the scale-up of HWCVD for a-Si:H based solar cells and its large-area capability was shown with this thesis. Therefore, a HWCVD system was specifically developed for the requirements of large-area deposition (30 cm x 30 cm) and the influence of gas supply and filament geometry on the uniformity and material quality of a-Si:H were systematically studied for the first time - experimentally as well as in theoretical calculations. Finally, the process was simulated using a Monte-Carlo-method and the simulation results were interpreted based on the experimental results.

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Metadaten
Author:Andrea Pflüger
URN (permanent link):urn:nbn:de:bsz:386-kluedo-15383
Advisor:Hans-Jörg Bart
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Year of Completion:2002
Year of Publication:2002
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2002/05/23
Tag:Hot-Wire-Verfahren; großflächige Abscheidung
GND-Keyword:Abscheidung ; Beschichten ; Cat-CVD-Verfahren ; Dünnschichtsolarz; Monte-Carlo-Simulation ; Silicium / Amorpher Zustand ; Solarzelle ; Versuchsanlage
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik
DDC-Cassification:620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten

$Rev: 12793 $