Transparent and Conductive Oxide Layers

Transparente und leitfähige Oxidschichten sind Schlüsselkomponenten für Flachbildschirme und Dünnschichtsolarzellen sowie für eine Vielzahl weiterer optoelektronischer Bauteile und Komponenten. Gerade die großflächige Herstellung dieser Schichten ist technisch von stark wachsender Bedeutung. Durch das reaktive MF‐Magnetronsputtern von ZnO:Al‐Schichtsystemen können hochwertige transparente und leitfähige Schichtsysteme in einem kostengünstigen, zu In‐Line‐Anlagen kompatiblen Hochrate‐Sputterprozess (Leybold TwinMag™) hergestellt werden. Im Vergleich zu den etablierten Technologien (i) Magnetronsputtern von ITO‐Schichtsystemen und (ii) CVD zur Deposition von SnO 2 :F‐Schichtsystemen ermöglichen die reaktiv gesputterten ZnO:AlSchichtsysteme drastisch verminderte Beschichtungskosten (i) bzw. verbesserte Schichteigenschaften (ii). Das Verfahren ist überdies für die Beschichtung bei niedrigen Substrattemperaturen um 100 °C geeignet, so dass hochwertige ZnO:Al‐Schichtsysteme mit einem spezifischem Widerstand von weniger als 500 µΩcm auch auf temperaturempfindlichen Polymersubstraten aufgebracht werden können. Die ZnO:Al‐Schichten sind stabil unter reduzierenden Bedingungen. Derzeit wird die Technologie für die groflächige Herstellung von ZnO:Al‐Schichtsystemen als Frontelektrode in a‐Si:H‐Solarzellen aufskaliert. Der industrielle Transfer soll innerhalb der nächsten 24 Monate erfolgen. In weiteren Forschungsarbeiten sind weiterführende Untersuchungen zur Entwicklung neuer, mehrkomponentiger TCO‐Schichtsysteme sowie zur weiteren Optimierung der elektrischen Eigenschaften von ZnO:Al‐Schichtsystemen geplant. Anhand von grundlegenden Analysen zur Abhängigkeit der Schichteigenschaften von den Prozessbedingungen soll der Al‐Einbau weiter optimiert werden, um so zu ZnO:Al‐Schichtsystemen mit einem spezifischem Widerstand von weniger als 150 µΩcm zu gelangen.