Zchtung und Charakterisierung von siliziumreichem, multikristallinem Silizium-Germanium fr Solarzellenanwendungen

Doktorarbeit / Dissertation aus dem Jahr 2000 im Fachbereich Physik - Experimentalphysik, Note: 1,0, Technische Universitt Bergakademie Freiberg (unbekannt), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Zusammenfassung:
Multikristalline Silizium-Germanium-Kristalle mit bis zu 15 at% Ge wurden ohne Keim in einem Tiegel gezchtet. Die mikrostrukturellen Eigenschaften wurden nicht von der in dieser Arbeit entwickelten Tiegelkonstruktion beeinflusst. Die Kristalle zeigen mit 0,2 at% (absolut) geringe Ge-Fluktuationen und haben niedrige Versetzungsdichten im Bereich von 105 cm-2. Die Segregation lie sich mit der Pfann-Formel fr eine vollstndig durchmischte Schmelze gut beschreiben.
Der beobachtete effektive Ge-Verteilungskoeffizient fiel von 0,35 zu Beginn der Zchtung auf 0,16 am Ende der kontrollierten Erstarrung. Solarzellen wurden aus SiGe-Wafern mit 11 at% Ge prozessiert. Sie haben Wirkungsgrade von bis zu 4,8 %. LBIC-Messungen zeigen Zellbereiche mit einer internen Quanten-Effizienz von ber 90 %. Starke Kurzschlussstrme ber den Rand der Zellen und unter Kontaktfingern konnten in Thermographie-Untersuchungen nachgewiesen werden.


Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Grundlagen5
1.1Das System Silizium-Germanium5
1.1.1Phasendiagramm5
1.1.2Verteilungskoeffizient k6
1.1.3Makrosegregation8
1.1.4Konstitutionelle Unterkhlung9
1.1.5Physikalische Eigenschaften10
1.1.6Kristallstruktur12
1.1.7Ursachen fr Versetzungen12
1.2Ergebnisse aus der Literatur15
1.3Methodisches Vorgehen17
2.Kristallzchtung20
2.1Verwendete Zchtungsapparatur20
2.2Zchtung in einem elektromagnetischen Mittelfrequenzfeld22
2.3Der Tiegel25
2.4Die Zchtung28
2.4.1Zchtungsablauf28
2.4.2Temperaturmessung29
2.5Proben-Prparation33
2.5.1Polieren33
3.Segregation34
3.1Axiale Germanium-Konzentrations-Verlufe34
3.1.2Diskussion42
3.1.3Verlauf der Phasengrenze46
3.2Mikrosegregation47
4.Eigenschaften von multikristallinem Silizium-Germanium53
4.1Defekte in multikristallinem Silizium-Germanium53
4.1.1An