Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der elektrochemischen und stromlosen Abscheidung von porösem Zinkoxid auf passivierten Aluminiumoberflächen. Dabei wurden hauptsächlich sauerstoffbasierte Abscheidungen aus einem Zinkchloridsystem betrachtet, jedoch ist eine Übertragung auf nitratbasierte Abscheidungen ebenfalls möglich. Durch intensive Untersuchungen möglicher Vorbehandlungen konnte gezeigt werden, dass die Art und Durchführung der Vorbehandlung einen direkten Einfluss auf die Morphologie und Substratbedeckung der hergestellten Filme hat. Dabei kristallisierte sich die Vorbehandlungsmethode, die aus einer Kombination aus Ätzen in HCl und anschließender Behandlung in Zinkatbeize besteht, als am Besten heraus. Durch diese Behandlung wird ein Zinkfilm auf der Aluminiumoberfläche aufgebracht, um diese bis zur weiteren Verarbeitung reaktiv zu halten. Ausgehend von dieser Vorbehandlungsmethode war es möglich eine neue Abscheidemethode zu entwickeln, bei der das Zink aus der Vorbehandlung als Elektronenquelle für die Hydroxidionenbildung mit anschließender Zinkoxidabscheidung dient. Mittels XRD-Messungen konnte die Art der abgeschiedenen Spezies eindeutig als Zinkoxid identifiziert werden. Es wurde gezeigt, dass diese stromlose ZnO Abscheidung selbstlimitierend auf 8 µm gemittelter Filmdicke ist. Durch Variationen der Abscheidedauer, der Vorbehandlungszeit, der Abscheidetemperatur und der Zinkchloridkonzentration in der Lösung, konnte die Ausbildung des Sättigungswertes bestätigt werden. Parallel dazu wurde der Einfluss des Strukturdirigenten EosinY auf die Morphologie und Art der stromlos abgeschiedenen Substanz diskutiert. In weitergehenden Untersuchungen wurde gezeigt, dass die elektrochemische Abscheidung auf Aluminium, unabhängig von der Vorbehandlungsart, ebenfalls selbstlimitierend auf 8 µm ist. Experimente, in denen elektrochemische Abscheidungen bei -960 mV vs. Ag/AgCl durchgeführt wurden, verdeutlichten, dass die Ausbildung eines Sättigungswertes von 8 µm unabhängig von der Wahl des Trägermaterials ist und somit allgemeine Gültigkeit hat. Des Weiteren wurde die Eignung der stromlos auf Aluminium abgeschiedenen porösen Zinkoxidfilme als Elektrodenmaterial in farbstoffsensibilisierten Solarzellen untersucht. Dabei konnte neben dem Nachweis der prinzipiellen Funktion festgestellt werden, dass eine Nachbehandlung der Filme notwendig ist und dass das stromlos hergestellte Zinkoxid eine geringere Porosität und damit geringere Oberfläche als die elektrochemisch auf FTO abgeschiedenen porösen ZnO Filme aufweist, was zu technisch wenig nutzbaren Wirkungsgradenführt.
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
