Wissenschaftler haben eine neue Methode beschrieben, um dünne mikrokristalline Schichten aus Halbleiter-Nanostrukturen herzustellen – und das ohne aufwändige Vakuumtechnik. Daran waren auch Forscher aus Berlin beteiligt.
Forscherteams aus dem Helmholzzentrum Berlin (HZB) und der irischen University of Limerick haben einen neuen Weg gefunden, um polykristalline Kesterit-Dünnschichten bei niedrigerer Temperatur herzustellen. Sie erzeugten zunächst einen Teppich aus geordneten Nanostäbchen mit Wurtzitstruktur. Diese Stäbchen besitzen chemisch die gleiche Zusammensetzung wie Kesterit. Es unterscheidet sie nur ihre Kristallstruktur. Diese wandelt sich aber bei Erwärmung in eine stabile Kesterit-Struktur um. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind nun in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ erschienen.
Die Arbeit zeige einen neuen Weg, um dünne mikrokristalline Schichten aus Halbleiter-Nanostrukturen ohne aufwändige Vakuumtechnik zu herzustellen. Kesterit-Halbleiter gelten als vielversprechende Alternative für die Chalkopyrit-Solarzellen, mit denen bereits Laborwirkungsgrade über 20 Prozent demonstriert werden konnten.
Kesterite besitzen dabei ähnliche physikalische Eigenschaften wie Chalkopyrit-Halbleiter, kommen jedoch ohne die vergleichsweise weniger verfügbaren Elemente Indium und Gallium aus. Das neue Verfahren könnte auch für die Herstellung von mikro- und nanostrukturierten photoelektrischen Bauelementen, sowie für Halbleiterschichten aus anderen Materialien interessant sein, meint Mainz. „Wir bleiben aber an den Kesteriten dran, denn die sind im Moment wirklich ein spannendes Thema.“ (nhp)
