Properties of the CuGaSe2 and CuInSe2 (001) Surface

In der vorliegenden Arbeit wird die (001) Oberfläche von CuGaSe2 und CuInSe2 in Abhängigkeit von Präparation und Stöchiometrie untersucht. Die Kenntnis der atomaren Struktur sowie anderer Oberflächeneigenschaften ist wichtig in Hinsicht auf die Optimierung von neuartigen Dünnschichtsolarzellen. Zur Charakterisierung der Schichten wurden hauptsächlich Augerelektronenspektroskopie, niederenergetische Elektronenbeugung und Photoelektronenspektroskopie durchgeführt. Die Entwicklung eines geeigneten Verfahrens mit Ar+ Sputtern und Annealen kombiniert mit Decappen ermöglichte die Präparation von sauberen und gut geordneten Oberflächen. In Abhängigkeit von der Präparation und der Zusammensetzung der Schichten wurden unterschiedliche Oberflächenstrukturen beobachtet. Nach der Präparation mit Sputtern und Annealen wurde zum ersten Mal eine (4x1) Rekonstruktion auf CuGaSe2-Schichten, die mit moderatem Cu-Überschuss gewachsen wurden, beobachtet. Entsprechend konnte zum ersten Mal auf CuInSe2-Oberflächen von Cu-armen Schichten eine (4x2) Rekonstruktion nachgewiesen werden. Auf Cu-ärmere Schichten wurde auch eine Rekonstruktion beobachtet, allerdings konnten (112) Facetten/Stufen nicht vollständig entfernt werden. Cu-reichere Schichten waren facettenfrei, allerdings war die beobachtete Rekonstruktion auch schwächer. Infolgedessen wurde gezeigt, dass im Gegensatz zu den bisherigen Erwartungen, an Hand dessen nur die (112) Fläche stabil ist, auch die (001) unter bestimmten Bedingungen stabil ist. Das Auftreten der Facetten oder Stufen geht einher mit dem Vorhandensein von CuIn3Se5 bzw CuGa3Se5 Phasen. Diese Information ist bedeutend auch für das Verständnis der Korngrenzen im polykristallinem CuGaSe2 und CuInSe2. Verschiebungen der Bindungsenergien wurden zum ersten Mal auf allen Se3d, In4d, Ga3d, Cu3d Rumpfniveaus der rekonstruierten Oberflächen gefunden. Durch den Vergleich mit Ergebnissen aus der Literatur für die ähnliche ZnSe (100) Oberfläche wurde ein Modell für die (4x2) Rekonstruktion vorgeschlagen. Die Oberflächenkomponenten in der Se3d, In4d und Cu3d Emission wurde Se Dimeren bzw In und Cu Adatomen zugeordnet. Die x1 Periodizität bei der (4x1) Rekonstruktion von CuGaSe2 wird als Ga/Cu Unordnung in den Adatom Ketten erklärt.

Author dc:creator

• Deniozou, Thalia

Advisor dc:contributor.advisor

• Esser, Norbert

Licence dc:rights.uri

• http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/

Language dc:language.iso

en, English

Identifier URI

urn:nbn:de:kobv:83-opus-11961
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1281

OAI identifier oai:identifier

oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/1578