REACTIVE MAGNETRON SPUTTERING FOR THE LARGE-SCALE DEPOSITION OF CHALCOPYRITE ABSORBER LAYERS FOR THIN LAYER SOLAR CELLS

摘要

Reaktives Magnetron-Sputtern ist als großflächiges Verfahren interessant für die Herstellung von Absorberschichten in Dünnschichtsolarzellen. Da aber Absorberschichten eine hohe elektronische Qualität und damit einen geringen Defektanteil aufweisen müssen, konnten bislang mit Magnetron-Sputtern aufgrund des energiereichen Teilchen- und Ionenbeschusses der zu erzeugenden Schicht keine Solarzellen mit befriedigenden Wirkungsgraden hergestellt werden. Mit der Erfindung wird deshalb eine besondere Kombination verschiedener Sputterparameter aufgezeigt, wodurch Absorberschichten abgeschieden werden können, die in Solarzellen zu Wirkungsgraden führen, die denen von durch Sulfurisierung hergestellten Solarzellen entsprechen. Dabei können defektarme indiumreiche sulfidbasierte Chalkopyrit-Absorberschichten ohne zusätzlich chemische Ätzschritte hergestellt werden, da trotz einer vergleichsweise niedrigen Substrattemperatur kleine Chalkopyritmoleküle gebildet werden können. Insbesondere wird dazu bei hochfrequenter Plasmaanregung der Reaktivgasanteil auf 5 bis 30 % des Inertgasanteils im Magnetronplasma eingestellt, das chalkogenhaltige Reaktivgas bevorzugt horizontal direkt am Substrat (3) eingelassen (5) und kupferarm unter Einstellung einer negativen Vorspannung am Substrat abgeschieden.