Zur Mikrostruktur siliziumbasierter Dünnschichten für die Photovoltaik

Amorph oder kristallin? Diese Frage ist auf den ersten Blick eindeutig zu beantworten. Besteht der Festkörper aus einem exakt periodisch aufgebautem Atomgitter, ist er kristallin. Fehlt diese Periodizität, ist er amorph. Tatsächlich existieren jedoch auch Mischphasen, die beide Komponenten enthalten. Und selbst innerhalb dieser Phasen gibt es Unterschiede zwischen verschiedenen Graden der Ordnung oder Unordnung der Atome. So lassen sich in amorphen Materialien Längenskalen (Korrelationslängen) definieren, auf denen eine gewisse Nahordnung bezogen auf nächste oder übernächste Nachbarn durchaus noch vorhanden ist. In Kristallen dagegen kann die Ordnung beispielsweise durch Stapelfehler der Gitternetzebenen oder eine hohe Dichte an Korngrenzen gestört sein. Eine periodische Folge von Stapelfehlern kann dabei zu völlig neuen Kristallformen (Polytypen) führen. Auch sind Abweichungen in der bevorzugten Stapelrichtung (Textur) der Netzebenen denkbar. Diese Störungen können sich alle wiederum auf andere Eigenschaften des Materials wie elektrische oder thermische Leitfähigkeit oder die spektrale Absorption auswirken. In der vorliegenden Arbeit werden dünne Schichten, die in der Photovoltaik Anwendung finden, im Hinblick auf ihre atomare Ordnung und Unordnung untersucht.