Vergleich mit µ-PCD und QSSPC

Bei Experimenten zur Lebensdauer von Ladungsträgern ist es nach wie vor eines der größten Probleme, die stark widersprüchlichen Ergebnisse der verschiedenen experimentellen Methoden zu verstehen. Mit unserem neuen Simulationswerkzeug ist es möglich, stati

Neben MDP sind die beiden wichtigsten kontaktlosen Methoden zur Lebensdauermessung QSSPC (Quasi-Steady-State-Photokonduktivität) und µ-PCD (mikrowellendetektierter photokonduktiver Abklingvorgang). Derzeit besteht eines der größten Probleme in der Photovoltaikbranche darin, die voneinander abweichenden Lebensdauermessergebnisse der verschiedenen Methoden vergleichbar zu machen. Mit unserem neuartigen Simulationswerkzeug ist es möglich, Messungen im stationären und nichtstationären Zustand zu simulieren, sodass ein Vergleich möglich ist.

µ-PCD

Die µ-PCD-Methode arbeitet typischerweise mit sehr hohen Injektionsströmen und einem sehr kurzen Lichtimpuls von nur 200 ns. Die Lebensdauer der Minoritätsträger wird ähnlich wie bei der MDP über den photoleitenden Abklingvorgang bestimmt. µ-PCD erfasst die Photoleitfähigkeit durch Messung der Reflexion einer Mikrowelle an der Probe, wodurch diese Methode weniger empfindlich ist als MDP.

QSSPC

QSSPC erfasst die Änderungen der Permeabilität der Probe und damit die Leitfähigkeit über die Kopplung der Probe mittels einer Spule an eine Hochfrequenzbrücke. Das Anregungslicht wird langsam heruntergeregelt, sodass sich die Probe stets in einem quasi-stationären Zustand befindet. Ein weiterer Unterschied zu MDP ist die Verwendung von Blitzlicht mit einem breitem Lichtspektrum anstelle von monochromatischem Laserlicht als Anregungsquelle.

Abbildung 1 zeigt die Injektionsbereiche, in denen die verschiedenen Methoden zur Lebensdauermessung typischerweise eingesetzt werden. Es wird deutlich, dass MDP die anderen Methoden übertrifft, da es Messungen über 7 Injektionsdekaden hinweg ermöglicht.

Vergleicht man die Messergebnisse dieser verschiedenen Methoden, müssen die Einspeisung, die Anregungswellenlänge, die Eindringtiefe der Mikrowelle, das Trägerprofil und das unterschiedliche Verhalten von Fallen, das von der Dauer des Lichtimpulses abhängt, berücksichtigt werden.

Weitere Details finden Sie unter:

[1] T. Hahn, Dissertation, TU Bergakademie, 2009