Magnetronsputtern von hochleitfähigen ZnO:Al-Schichten für die Photovoltaik

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung von transparenten und leitfähigen Zinkoxidschichten für Anwendung in der Dünnschichtphotovoltaik durch das Magnetronsputterverfahren. Das Magnetronsputterverfahren eignet sich dabei für eine industrielle Produktion auf großen Substratflächen. In der Arbeit wurden das Sputtern von keramischen Targets sowie das reaktive Sputtern untersucht. Im Fall der Sputterns keramischer Targets wurde aufgezeigt, wie sich die Ladungsträgerkonzentration der Schichten durch Wasserstoffzugabe variieren lässt. Für das reaktive Sputtern wurde die Dotierung der Schichten durch Variation des Targetmaterials und der Prozessparameter in einem weiten Bereich variiert. Die dabei beobachteten Einflüsse der Depositionsparameter auf die Dotierung und die Depositionsraten konnten durch Modellierung des Prozesses erklärt werden. Die untersuchten Proben ermöglichten darüber hinaus eine gründliche Analyse des elektrischen Transportes in den Schichten sowie des Zusammenhangs zwischen optischen und elektrischen Eigenschaften. Die Ergebnisse werden ausführlich mit theoretischen Vorhersagen verglichen.