Published 2017 | Version v1
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Analysis of the suitability of AlxGa1-xAs as active material in III-V multiple-junction solar cells

Description

In the past, AlxGa1-xAs single and multiple-junction solar cells have been manufactured and tested. Although the ternary AlxGa1-xAs is one of the most studied semiconductor systems, the results have often lagged behind expectations. In the thesis presented here, for the first time, the deep understanding of the AlxGa1-xAs material system resulting from material analysis was linked with its application in solar cells. As has been shown, many cell results can only be explained if the peculiarities of the material, in particular the formation of DX centers and the transition from direct to indirect semiconductor, are also included. From this purposeful consideration of the material in terms of its usefulness in the semiconductor device and the technological significance of individual properties, not only high-quality solar cells based on AlxGa1-xAs were produced but also new insights into the material properties of (AlyGa1-y)1-zInzAs and the information gain from photoluminescence measurements can be significantly increased.

Abstract (German)

In der Vergangenheit wurden bereits Einfach- und Mehrfachsolarzellen aus AlxGa1-xAs hergestellt und untersucht. Obwohl das ternaere AlxGa1-xAs eines der meist untersuchten Halbleitersysteme ist, blieben die Ergebnisse oft hinter den Erwartungen zurueck. In der hier vorgestellten Dissertation wurde zum ersten Mal das aus der Materialanalytik heraus entstandene, tiefe Verstaendnis ueber das AlxGa1-xAs Materialsystem mit seiner Anwendung in Solarzellen verknuepft. Wie sich gezeigt hat, werden viele Zellergebnisse erst erklaerbar, wenn auch die Besonderheiten des Materials, insbesondere die Bildung von DX-Zentren und der Uebergang vom direkten zum indirekten Halbleiter, mit einbezogen werden. Aus dieser zielgerichteten Betrachtung des Materials im Hinblick auf seinen Nutzen im Halbleiterbauelement und der technologischen Bedeutung einzelner Eigenschaften entstanden nicht nur qualitativ hochwertige Solarzellen auf der Basis von AlxGa1-xAs, sondern es konnten darueber hinaus auch neue Erkenntnisse ueber die Materialeigenschaften von (AlyGa1-y)1-zInzAs gewonnen und der Informationsgewinn aus Photolumineszenz-Messungen signifikant gesteigert werden.

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Original title (German)
Analyse zur Eignung von AlxGa1-xAs als aktives Material in III-V Mehrfachsolarzellen

Publishing Information

Publisher
Fraunhofer Verlag
Imprint Place
Stuttgart (Germany)
ISBN
978-3-8396-1126-5
Imprint Pagination
180 p.