Kupferoxid (Cu2O) ist ein natürlicher p-Typ Halbleiter und ein mögliches Absorbermaterial für Dünnschicht-Solarzellen. Cu2O ist einfach und kostengünstig herzustellen, z.B. mittels RF-Magnetron Kathodenzerstäubung. Weiterhin ist Cu2O ungiftig, nachhaltig verfügbar und somit attraktiv für zukunftsfähige Photovoltaikanwendungen.Da Cu2O bis heute nicht n-Typ dotierbar ist und nach theoretischen Vorhersagen möglicherweise niemals sein wird, ist man auf der Suche nach einem passenden transparenten n-Typ Fenstermaterial für eine pn-Heterostruktur. Als potentielles Fenstermaterial für eine solche Kupferoxid-Hetero-Solarzelle kommen die Mischkristallsysteme (Zn,Mg)(O,S), (In,Ga)2O3 und (Al,Ga)N in Frage, deren Bandlücke anhand des Legierungsgrads gezielt durchgestimmt werden kann. Dadurch ist eine Modellierung der Band-Diskontinuitäten zu Cu2O möglich. Ein Ziel zur Optimierung von Dünnschicht-Hetero-Solarzellen ist die Minimierung der Leitungsband-Diskontinuität am pn-Übergang. Es ist aktuell noch nicht klar, welches Material sich für Cu2O-Solarzellen am besten eignet.Aufgrund der Ergebnisse vorangegangener Untersuchungen wurden in dieser Dissertation p-Typ Cu2O/n-Typ AlxGa1-xN Heterostrukturen untersucht. Dazu wurden vier Proben mit den Al-Konzentrationen x=0, 7, 11 und 15 % mittels Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) charakterisiert. XPS ist eine Methode zur direkten Bestimmung der Valenzband-Diskontinuität. Um eine hohe Genauigkeit zu erzielen, wurde eine Optimierung der typischerweise angewandten Messroutine und des Analyseverfahrens durchgeführt. Dazu zählte die exaktere Bestimmung des Valenzbandmaximums. Hierbei wurde die Anpassung der Valenzbandkante mit einer komplementären Fehlerfunktion durchgeführt. Auch die Entwicklung in sich konsistenter Anpassungsmodelle zur Entmischung der Photoelektronensignale (Core-Level) gehörte dazu. Aufgrund dieser Weiterentwicklungen wurde eine Unsicherheit von 0,1 eV für die Band-Diskontinuitäten erreicht. Zusätzliche Informationen über den Einfluss der chemischen Verschiebung an der Grenzfläche wurden durch die Permutation der Core-Level zur Berechnung der Valenzband-Diskontinuität und einer Korrelation mit der Analysetiefe gewonnen. Dazu wurden die Elektronen der Core-Level aufgrund ihrer unterschiedlichen mittleren freien Weglängen als Sonden mit verschiedenen Analysetiefen betrachtet. Aufgrund dieser Sondeneigenschaften und der angewandten deskriptiven Statistik ließ sich ein örtlich aufgelöster Verlauf des Valenzbands durch die Heterogrenzfläche zeichnen.Die Heterogrenzfläche war 10-13 nm breit und die Valenzbänder von Cu2O und (Al,Ga)N verliefen nicht parallel, so dass der Valenzband-Offset ein leicht lineares Verhalten mit der Tiefe zeigte. Zum Vergleich der untersuchten Heterostrukturen wurde jeweils der Mittelwert aus vier Datensätzen mit insgesamt 80 Werten für Valenz- und Leitungsband-Offset berechnet. Mit steigendem Aluminium-Gehalt von 0 % bis 15 % sank der Leitungsbandversatz von -0,74 eV auf -0,48 eV. Das aus vorangegangen eigenen Untersuchungen prognostizierte Angleichen der Leitungsbänder zwischen Cu2O und (Al,Ga)N mit 15% Aluminium-Anteil konnte nicht bestätigt werden. Anhand der Ergebnisse wurde das Angleichen der Leitungsbänder für einen Al-Anteil von 40 % abgeschätzt. Da eine n-Dotierung für diesen Aluminiumgehalt ohne Leitfähigkeitsverlust möglich ist, bleibt (Al,Ga)N neben (In,Ga)2O3 und (Zn,Mg)(O,S) weiterhin ein sehr aussichtsreicher Kandidat als Fenstermaterial von Cu2O-Photovoltaikanwendungen.
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