In-Situ Raman Spectroscopy

Post on 22-Oct-2021

5 views 0 download

Transcript of In-Situ Raman Spectroscopy

Ener

gie

& U

mw

elt

Ener

gy &

Env

iron

men

t

133

Energie & Umwelt / Energy & EnvironmentBand / Volume 133ISBN 978-3-89336-774-0 M

itglie

d de

r H

elm

holtz

-Gem

eins

chaf

tM

itglie

d de

r H

elm

holtz

-Gem

eins

chaf

t In-Situ Raman Spectroscopy: A Method to Study and Control the Growth of Microcrystalline Silicon for Thin-Film Solar Cells

Stefan Muthmann

Stef

an M

uthm

ann

In-S

itu R

aman

Spe

ctro

scop

y

In-Situ Raman Spectroscopy:

A Method to Study and Control the Growth of

Microcrystalline Silicon for Thin-Film Solar Cells

Von der Fakultät für Elektro- und Informationstechnik

der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen

zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktors der Naturwissenschaften

genehmigte Dissertation

vorgelegt von

Diplom-Physiker Stefan Muthmann

aus Regensburg

Berichter:

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Uwe Rau

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Vladimir Dyakonov

Tag der mündlichen Prüfung

17.01.2012

Diese Dissertation ist auf den Internetseiten der Hochschulbibliothek online verfügbar.

Forschungszentrum Jülich GmbHInstitut of Energy and Climate Research (IEK)Photovoltaics (IEK-5)

In-Situ Raman Spectroscopy: A Method to Study and Control the Growth of Microcrystalline Silicon for Thin-Film Solar Cells

Stefan Muthmann

Schriften des Forschungszentrums JülichReihe Energie & Umwelt / Energy & Environment Band / Volume 133

ISSN 1866-1793 ISBN 978-3-89336-774-0

Bibliographic information published by the Deutsche Nationalbibliothek.The Deutsche Nationalbibliothek lists this publication in the Deutsche Nationalbibliografie; detailed bibliographic data are available in the Internet at http://dnb.d-nb.de.

Publisher and Forschungszentrum Jülich GmbHDistributor: Zentralbibliothek 52425 Jülich Phone +49 (0) 24 61 61-53 68 · Fax +49 (0) 24 61 61-61 03 e-mail: zb-publikation@fz-juelich.de Internet: http://www.fz-juelich.de/zb Cover Design: Grafische Medien, Forschungszentrum Jülich GmbH

Printer: Grafische Medien, Forschungszentrum Jülich GmbH

Copyright: Forschungszentrum Jülich 2012

Schriften des Forschungszentrums JülichReihe Energie & Umwelt / Energy & Environment Band / Volume 133

D 82 (Diss., RWTH Aachen University, 2012)

ISSN 1866-1793ISBN 978-3-89336-774-0

The complete volume is freely available on the Internet on the Jülicher Open Access Server (JUWEL) at http://www.fz-juelich.de/zb/juwel

Neither this book nor any part of it may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, microfilming, and recording, or by any information storage and retrieval system, without permission in writing from the publisher.

Abstract

������� ������� � � �� � ���������� ���� � �μ ������ �������� ���� ���

�� � ������ � ��� ������� ����� �������� �� �������� ��� � ��� ����� �������

��� ������ ������� ���� �� ��� � ��� � ������ � ���� ��� ���� ���

�������� �� ��� �� ���� ������� �� !���� ��� ��� �� �� � ���� ����"��

��� �����# ��� � ����� � ��������� ������� �������� �������� ���������

����� ��� ��$��������� ��� ����� �� ��� ������ %��� ��� ����� ���� ���

���� � ��� ����� ���� � ���� ����������# ��� � ������� ������� !���� ����

��������� ����� ��� �������� ����� ������ ����� �� ���� �� ���� ��������

�&'()*� μ ������ +����������� ��� ���������� ����� �� ��� �IRSC � ���

��� ����������� � ���� ��� ��� ������ �� ���� ��� ���� ������ % ���

���� ������� !���� ����������� ������ �� ��� ��� ���� ��������� �� �

&'()* ������# ��� �� � ��� ����� ����� �� ���� � �� �� ������� ,� ������

������� ����� �� ��� � �� ��� �� �������� � ��� ���� ����� ��� � &'()*

��� ���� ��� ��������� %��� ����� ������ �� � ��������� � � ��� ��� ��� ��

���� ��� � �������� ��� ������� -� ���� ��� ������� ������� ��� ���� � ���

��� ���� � ��� ���� �� ���������� �� �� ��� �� ������ %�� �� ������

���� �������� ���� ��� ���� ����� �� ��.����� ���� �� ���� ��� �����

���� , �������� ������� ��� �� ������ ��� ���� ������ ����� �� ���

�������� � ��� ��� ���� ������� � ��� �������� �� ���� �� ���� !����

��� ��� �� ������� ��� ����������� � ������ ���� � ����� ��� ��� ��� ���

��� � ������� ��������� *�� � �������� ��� ����� �� �� ��� �����������

��� ����������� ��� �� �� ������� ��� � ��� ����������� ���������� ��� ����

������ � ���� ��� ��� ���������� �� ����������� �� ����� ��� �������� -�

������ ��� ����� �������� � ������� ����������� �� ����� �� ������� �� ��� ���

������� ��� �������� %�� ���������� ����� �� ��� � ���� μ ����� �����

��� ���������� ������� ���� ��� ���� ������ , ������� ������� ��������

���� ���� /0�1 � �� ��2 ���� �� ��������������� ��� � ������# ��� � ��������

��������

�� ���� ���� � �� �� ������ ������� ������ ��� ��������� �������� �� ���

���������� �������� ������ ���� �� ��� ���� ��� �������� ������� ���� �� ����

�� �� �� �������� ���������� ����� ���� ������� ��� ����� ��� �� �������� ��

��������� �������� ������� ���� ������ ��������� ��� ����������� �� ��� �������

������ ��� ������� ���� �� �� ������� �� �� ����� � ������� ��� ��� ������

���� �� � ��� ! �����"� ����� ����� !���� ��� �� ������� �� ��� ���������

�� ��� ����������� ����� �������� ������ ������� ����� ������ �� ��� �� ������ ��

��� ���������� ���� ����� ��� ������� �������� � ���� ����� �� ������ ��������

��� �����#���� �������$����� �� ��� ����������� ����� �������� ��� ��������� %�

�������� ����������� ��� �� ������� �������� ����� �� ����� ������� �� ��� ���

����� �� ������ ��� �������� ������������ �� ��� &��� ������������� �� ������

���������� � ������� � �������� �� ������� &��� � �������� � �� ����� �� ��

������ ������ ������� ��� ������� �� ������� ��� ������� �� ������� &��� � ���

������ � �� ������ '���������� �� ��� �� ������� �������� �� ��� ��� �� ��

� ����������� �� ��� ������ ��� '��� (� ��� ������� �� ������ ��� �������� ��

��� ����� ������ �� � ������ �� �� ������� ���������� �������� %� �����������

��� ������� ���������� �� ������� �������� �� ����������� �� ��� ����� ���� )

������ ��� ������ '��������� �� ��� ������ ��� ������� ���� �� �� �������) ��

�� ������� �� ������� ������������ ��� ����� ���� ��������� �� �� ������ ���

���� �������� &��� � �������� � ��� �� ���� �� ������ ��� �� ������� �� �

"�� * �� ���+ �� ��� ���� ������� �� ������� ���� � ������ ������ ����

���� �� ���������� �� ��� ��������� �� ������� ����� � �������� &���

� �������� � ������� ��� ������ ������������ �� ��� �� ������� �� � �������

"�� %� ��������� ��� ���� ������� ���������$�� �� ��� &��� �������

���� ��� ��������������� ����� �� ��� &��� ���������� ��� �������� !����

��� ����������� �� ��� ���������� ��� ��������� �� � �����+ ����� ������� ���

������� ������������ �� ��� "� �� �������� ��� �� ������� ������ ���� ����

���������� �� ����� �������������� ���� ������� �� ������� ��������� (� ����

���������� ���� ���� �� ������ ������� �� ��� ��������� ������ ������� �� � ����

����$�� �� ������� �� ��� ������� ����� ���������� ��� �� ������� �� � ��� !

"��

��

Zusammenfassung

�������� �� �� ���� ��� �� ��� �� �������� ������� ������������� ����

��� � ���� ��� �� ����� ����� � �������� � ���� �� �������� ���� � ��� �

���� ������ �! ������ ��" "� ���� � #� ���"�� �" "�� $��� ���� "� ��

����"� ���� %�� � �&� '�"� � ��! (���� ����� ������ �� ���� )����

���"�� ��� "� ��� ���������� ����� �� *������� )��� ��������������� "�� ��

�� "� ���� "� ������� � �������� �������! ��� %� ������"� ���� ���

�� ���� "�� +��*���� �� �" �*��" �� ���� �� � ����� )�� ��� � "� �

� �� �� *�� ��" "� ����� ��� ������� ��������� ,������ �����" ��

��+-#�� (���� ����� ������ � ��� �����! �� �� � ��� * "� ��� ���

� ����� )� ���� "� � ��������� #�� ��������� �IRSC � �" "� .���� ��

� ���� *�����"�� ����� ������� � ��������! /� (���������� ������

�� ���� ���� '� ������ ���� ������������ � �� �� �� ����� �+-#� �0���

" ����� �� � �1���� ���1���� ��� �������� 2 ���� ��� ��� ������ +���

����! +�� )�� ��� � "� ���� ������� � ����� �� �� ���� �+-#� +���� �"�

����� �� �� �" ��������� +��3 � � "� 4���� � %�� "����� ������ � �������

��� ������ * "� ���*������! ���� ��� ��� � � ��1 ���� "� ����� �����

5��"�� ��� "�� "� ����� � �� �� *� "! � �� "�� +����� %�� ����� ����� ��

��� � ���� * "� "� +��3 "� �������� � ����� �� ��� � �� �������

. ���� ��� �� � %� ���� �! ��� ����������� %�� ��������� "�� ��� "�� �� ��

��� �� %� ����"���� 4���� � ������ * "� ��� ���! +�� 2 ������

���� �*����� "� � �� �� "� 6������������ "�� " �� "�� � ����� ��

%� ���� *� " �" "�� +����������� "� ��������� ����� * "� ��������

���! �� (���� ����� ������ ������ �������� �� � �� %�� 7�� � ��� ��

" ������� � *� " ���� "�� ��� ���� ������� " �� "�� )� ���� � ����� *� �

"��! �� "�� .���� �� "� �������*���� � �������"��" �����3 � * "� "��

����� �� "� ������� " �� (���� )� ���� ��� ���! � �� )�" ��� ��

"� 7�� ���� �� * "� ��8����� ��������������� ��� �������� ����� �� � �

���

��������������

������� ��� � ������ �������� ���������� ���� ��������� ��� IRSC �����

�� ���������� ��� ����� ������������ ���� �� ������� �������� ��!"����

��� �� � #$�% �& ��� ����� ��� ���������� �� ����������� �'������& ���

��������� (�� ����� ������������ ������ ����������� ��� �� � )�% �*� ����

�'����� ���� �������� ��!"���� ������ ��� + � ���� ������������ ���������

����� ��������������� ��� ,�������� �� ������� ��������� �� ������������"����

-����& �� ���� �� ����������������� �� ����� ����& ���� ���� ���� ����

.������������ ����� �������� -� �� (����� �� �������������������

��� ���/� ���!��� ��� �� ������������� ����� ����� -��������������� ���� ���

��� �� ��� ������� ��� IRSC ����� ����� �����������'���� �����������

-�� ���!��� ��� ������������� ��� �� 0���������������� �� ��������� �����

�� ������ ����� ���� 1����� �� ��������/��� �������������� ��� IRSC

��� ����� �� �������'���� �� 0������� ����������� �� ������ �� ����

����& ��� �� ����� ������� 2������� �� 3��!����� ���� ,����������� ��

���������� �� 0��������������� �������� ���� ����� ��� "������� ����

��� ��� ������� 2�����'��������'�� ��� 3������� ��� ���� ������ 4�� ������

������ ��� ����� �� (���'���� ����� ��"���� �� 4�� ������!����� �����

�� ���������0������� ����� ���� �� -���������� ����� ���� ����������� ��

������ �� ���� ����& ��� 4�� �����"������ �� � ������ �������� ��������

��� ��������� ���� �"����� -���� 5���������� �� ������� ��������� � ��

4�������� ��� ����� ����� ��� ������������& ��� �� "����� ���& �� 6���������

��������� ����� ����� ���� ���� ������ 4�� ������������ �������� ���������& ���

�� ��"���� �� 4�� ������������� ����� �� �� �������'���� �� ����������

�����7���� 2��� �'��������'�� ��"������ �� ������� �� 8�'������ �����

�������� �������� (����� ��� ����� ������� 4������� ���� �� ���������

��'������ ����������� 2��� �'��������'�� ��"������ �� ������ �������

�� ���������'������� -���� ���� ��������� �� 4�����& �� �� �� 2���

��������� �9������������ ���& ������ ���� ������ ,����������� �� ��������

������ �������� ����� -����� ���� 8�'�������������� �������� ���

2��� �'��������'�� ��"������� 1 �� -�'������������� ���� ����� �����

'������� ������ 8�'�������������� ������������� -���� ������ 2������� ��

����������� ��� ������ ���� �������������� �� ���������'������ ����� ��

0������� ����� ����� ������� �������� �����

��

���� �� ��������� � � � �������

List of Abbreviations and Symbols

����� �������� ����� ������

����� ������ ������

���� ���� ����� ������

��� �� ��� ���� ��������� ����

��� ���� ����

����� � ���������� ����������� ����� � ����������

IRSC � � � ���� ������

� ! �� �������� ������� �������

SiH4 ��� ��

SiH3 ���� � ��� �

p �������� ��������

SC ��� �� ������� ���

T ������ ����

� ������� � �� ���

ε0 � ���� �������� ����������

P ����� ��� �"�� ������

Voc ����������� ��� ��

Jsc ������������ ������� ������

FF #��� # ���

Vm ��� �� � � ����� �"�� ����

Jm ������� ������ � � ����� �"�� ����

Pm � ����� �"�� ����

Pill ������� ���� �"��

Vbi $���� �� ������ �

EC �������� $ ��

EV � ����� $ ��

EF #���� �����

I480 ������ ��� �������� % ������ �����$����

� � � � ��������

���� �� ��������� � � � �������

I520 ���������� ������ � ��������� ����������

�� ����� �������

RT ��������������� ������ ����

Tl ������ �����������

dop ������� � �� ������

VP ����� ��������

ni �� �����

dsh ����� ����

λdb ����� ������

ne �������� �����

dinf � ������� �����

del ��������� ������

dpl ����� ���� ������

tcool ���� ���� ��� ������� ����

TS ������� �����������

TH ������ �����������

ΔT ���� ������ ����������� ������

Tcrys ������������ �����������

lp ���� ������

Itot ����� ���� ������

σnoise ������� ������� � ��� ���������� ���

Acirc ���� � � ������� ���� ���

Aelip ���� � �� �������� ���� ���

lth ������� ���������� �����

n ���� � �� ������

neff ������� ���� � �� ������

cP ���� ������� �� ������� ������

λth ������� ����������

ρ �����

dmax ������ ������

I0 ���� ������

ldiff �������� ���

dfoc ���� ������

dbeam ���� �������

Tmin ����� �����������

Δt ��� �������� ������� ��� ���������� �

������

tint ��������� ��� � ��� ��

nacc ������ � �����������

ttot ����� ��������� ���

tnet ��� ��������� ���

��

���� �� ��������� � � � �������

tread ��� ���� �� ��

tshut � ��� ���������� ��

Rd ������� ���

Isub,0 ��� ������� ��������

davg ������� ����� ������ ����� ��� ����������

������

tdep ������� ��

ISC �� � �β ����� ���

Theat ���� ���������

Tglass ������� ���������

tspec ���������� � ����� ���� ��

toff ������ �� ��

������� ���� ���� ����

������� ��� ���� ����

�� � ������� ���� ������� �������

tglow �!�����" �� �� � ������

tdark ��� ������ ���� ��

ton �� �� �� � ������

vrates ��� ��"��� ������ ��� �" ������� ���

dgrid ������ ��"��� ��� ����

tdis ����� �! � ��������� � ����� �����

wdis "� �! � ��������� � ����� �����

Tfilm ��� ���������

Δ T #��������� �������

CRam �������� ������

kB ���$����%� ������

Iph & �� ������

SCp ����� ���������� ����� ������� �������

SCI ����� ���������� ����� ������ �������

Rd,cw ������� ��� ����� ������� ������ �����

���

Rd,pulse ������� ��� ����� ������ ������ �������

���

Contents

1 Introduction �

2 Theory and Experimental Methods �

��� ���� �� ���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �

����� ���� ������� � ��� �� ���� � � � � � � � � � � � � � � � �

����� ���� ������� ���� ��������� ���� � � � � � � � � � � � � �

����� ������� ���� � � �� ��� � � � � � � � � � � � � � � � �

��� ���� !�������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��

����� ��� ��"�����#�� $�� ���� � ����� � � � � � � � � � � � ��

����� !����%������� ������ &�� � $�� ���� � � � � � � � � �'

��� ����������(��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �)

����� *��� ������ �� �� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �)

����� +����� %���� � ������ �� �� � � � � � � � � � � � � � � � ��

����� � �� �� ����������(��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �'

3 Experimental Realization of an In-Situ Raman Setup Inside aPECVD Chamber ��

��� %,�������� *�-�������� ��� *�������� �� � � � � � � � � � � � � ��

��� .�������� � / � *��� ����� ��� � !�����!��� !%�&$ *���� � ��

����� +����� !��� / ��� .������ ����� � � � � � � � � � � � � � � ��

����� +����(��� ��� +����� � � ����� � � � � � � � � � � � � �

����� *������� ��� !��� � ����#��� � � � � � � � � � � � � � � �0

����' ��,��(��� ��� ������� �1 ��� *��� � � � � � � � � � � � � ��

��� .�������� � / � *��� ����� ��� � �� 2������ %���� �� � � � � ��

��' %������� �������� / ��� ���� ��� ��� � � � � � � � � � � � � � � �'

��'�� !���� .����� � ��"��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �'

��'�� � �� ��� �� $�3����� 4� 2�� *����� � � � � � � � � � � ��

"���

��������

����� ��������� ����� ��������� ������ � � � � � � � � � � � ��

����� ������ ��� ���� ������� �� ������� ���� � � � � � � ��

��� ����� ����� ����� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �!

����" �#$������� ��%��� �& ��� ����� ����� ���$��'

����� ������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��

����! ��� ������ �������� �& ��� ����� ����� ���$��'

����� ������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �(

��) ������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��

4 Determination of the Crystalline Volume Fraction of Growing μc-Si:H Layers ��

��" *������ �� +������� �& ��� '��� *��� �$����� � � � � � � ��

��"�" +��������� ,������ ��� ,����� �& � ����������

���-�� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �)

��"�! +��������� ,������ ��� ����� �& ��� .�������� ���� ��

��"�� /��0����� .���1���� �� � '��� ���� � � � � � � � )2

��! ������� �& ��� ������ ��� ,�������� �& ��� .��������

3����� ������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � )�

��� '��� ����������� �& ��� .�������� 3����� ������ � � � � � ))

����" .�������� 3����� ������ ,������� ,��� ��� ,�$�'

��� �& � ���� μ�'�4� ��� � � � � � � � � � � � � � � ))

����! ,�$�� ,�$���� �#'��� ����������� � � � � � � � � � � )(

����� .��$���� �& �#'��� �� '��� ����������� � � � � � �2

��� '��� ����� �& ��� ��� +���� �& ,�$���� � � � � � � � � � � �!

����" ������ �& ��� ,�$�� *������� � � � � � � � � � � � � � � �!

����! 5���� �& ��� ��1������ � ��� ��� +���� �& ,�$���� �!

����� .������� ��� ��� ��� +���� �& ,�$���� � � � � � � � ��

��� ������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��

5 Influence of a Process Instability on Layer Growth and Solar CellPerformance ��

��" 5���� �& � +������ ,����1��� � ��� +����� �� ��� ��� �

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��

��"�" ,��� �& ��� �#$����� � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��

#

��������

����� ������ � �� ������ �������� � � ������ � ��

������ ����� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��

����� ����� ����� ����������� ���� � ������� ���!���� ��

����" ������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �"

��� ��#����� � � ������� ���!���� �� ��$% ����� ���� ��� ������� �&

����� ��#����� � �� ����� � �� ���!���� � � � � � � � � �&

����� ��#����� � �� '(� � �� ���!���� � � � � � � � � � )�

��� *��������� +������ ��������, � -�,��� �����( .� � ��

��!���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � )�

��" ��������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � )�

6 Influence of the Deposition Parameters on the Film Temperature ��

&�� ���!���� � �� *��������� ����������� � � � � � � � � � � � )/

&�� �����( ������ ������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ���

&���� ����� � �� ������ 0 ������. � � � � � � � � � � � � � ���

&���� ��#����� � � �����( ������ �� -�,�� ���.� � � � � � � � ���

&�� �������� � �� 1�� *��������� � 2���� ���.� ���������

&���� 3!���4��� � �� 1�� *��������� � ������ �����

�� ��������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��&

&���� ��������� �� 1�� *��������� !, �(5���� �� +6���

��� %���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ���

&�" ��������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��)

7 Summary & Outlook ���

6

1 Introduction

����������� �� �������� � ���� � ������ � ����� � ����� ����� ��

� �� ���� ����� �� � � � ��� ��� ��� �� ��� ��� ��� ��� ��� ���

����� ��� ���� ������ �� �� � ��� �� � �� ��� �� �� �������� ���� ���

����������� ���� ����� ��� �������� �� ��� �� ��� ����� � �� ��� ��� ��

��� �� ���� ��� �� ��� �� � ������ � ��� ���� �� !�� ��� ������ �

��� �� �" � ��� �� ���� ��� �� ������� �� ���� ��� ��� ��� ����� � ���

���� ��� #� $��% ���� �& � �� ��� ����� '�� ��� �� ���������� �� � �����

�� ������� ��� �� ��� ���� (���� ����� ������� ��� �)� �� *�� �+ ������ ��

����� ���� � ���� � ����� ���� �� � *$�� �+ �$�� ,�������� ��� �����

��� �� � ���� ����� �� ������� ���� ���� ���� � ���� �� ��� �� ���

������� � �������� �� �� � ��� �� ���� �� ��� ����� ����� ����� ��

��� ��� � ��� �� ����� ����� � ���� ���� ����� � �� ��� �������� ��� ��

�� �� ��-��� � �� ��� �� ����� �� ������ � ��������� ��� ��� � �����

�� � ��� ������ �� ��� ��� �� ��� ��. ��� ����� �� ��� ��� �� ���� ��

����� ������ �� �� ��� ��� � � �� ������ �� ���� ��� �� ��/� ��� �� ��

��� �� ��� �� � 0��������� � ��� �� �� �-� ��� �� ��� ��������

��� � �� � ��� �� ������ ������ �� ������ ���������� ��� � ��� ��

� �� � -��� (��� � ��������� �-� ��� �1���� �� ��� ���������� � ��� ����

�������� � ����� ��������� � ��� ������ �-�� � ������ 2���� ��� � ��

�� -����� ��� ���� ��� �� ��� ���� � ��� �� ������ �� ��� �������

�� ��� �����������

��� '�� ����� �� ���� ���� ������ �� � ���� �� ����� ��� � ����

��� ����� �� ��� ������ 3�� � ��� � ����������� ��� �� ��������

�� � �� ������ �� � ��� �)� ������� �� ��� ����������� 4"���

��� �5������ �� �&�6 � ��� ���� ��� ��� �� ���� )������ ������ ���

� �� ��� '�� ����� �6�� �� �� ��� ��� �5����� ���� �� ��� �� �� -��� ���

������ � ��� ���� � ���� ���� �� �� ��� ��� � � ���� ��� �� �� �� ����

� ����������

�������� �� �� � � �� ��� �� ����� ������ �� �� ������ ����� �

������������� ������ ������� �� ������� �� ������� ����������� ��� ���

���� �� �� ������� ������ �������� �� ������� ��������� ��� ���� �������

���� �������� �������� ��� �� ����� �� ������ �� ��� �� �� ������ ��

�������� ���������

������� ��������� ���������� �� �� �� �� �� �� ��������� �� �����

��� � ��� � !" ��� ������������� ������ �#� $� %"� &��� ����� �� ������

����� �� ������ ����������� ��� � �� �������� �� � ������� ���� &� ����

������ ��� � ������� ��� �� ��������� ��� �� ������������� ������ �� ���

����� � ���� ��������� �� ������ ������������ ��� ����� ���� � ������

�� ����� �� � �'(� ''"� &� ������ ����������� ��� � �� ������� ���� �� �

������� �� �� �������� �� � ������� ���� ���� ������ ������� ���������

�� ����� ������ �')� '*� '�� ' � '!� '#� '$"�

����� ��������� ��� �� ������ ����� ��� � ���� �� ���� ������

��������� �� ������������� ������ �� ������ ����������� ��� � �� ��� � ���

�������� ��� �� ������ � �� � ������� ������ ���� �'%"� &� ���������

��� � ������� �� �� ������������� ������ ������� ���� �� � ������ ���

����� �� �� �������� �� � �������� ������ ����� �� �)("� ����� ���������

�� ����� ������ �� ������ ���� ��������� ������� ������� �)'� ))� )*� )�"�

&� ����� +� ������ �� ������� �������� �� ����� �� ������� �� ����

������� �� ���� ���� ,���-�������. �� ���������� ,��������-� �����.

�) "� / �� �� ��� ���� ������� ��������� �� �� ����� ��������� �� �� ����

������� �� ������ �� ������ � �� � ������� ��� ���� ���� ����� �)!"�

&� ���� ����� ��������� ����� � ������� ���� ������������ ���

��� ����� ��������� ,0123/. ������ �� ������ �� ���� �� ��������� ��

�� �� ������ �� ������� 4� � ���� ���� �� ������ � �� �� ������

��� ���� ������ �� ������� &� +� �� �� ���� ���� ��� �� � ������5�

�� ���� �� ������ ������ ����������� ���� �� ��� ���� ����� ��� �� �� ��� ���

� � ���� ��� �� ��� �� �� ���� � ������� &� ���6 ���� �� ����� ���

������ ���� ��� ������� �������� �� ��� ���� �� �� ������ ����� �� �

���� � ������� ���� 0123/ ������

7� �� �� ���� �� �������� �� �� ����� ����� ������ ���������

��� �� � ��8���5�� 7� �� ���� ���� ����� ������ �� �� ���� � ������

�� �� ������ ��� �� ������ ��� ����� ��� ��� ������ �� ��������

)

�� � ����� ����� � � ���������� � �� �� �������� ����� � � ��������

����� � ��������� ����� �� ���� ��� ��� ��� �� � �������

�� �������� �� ��� ���� ������ � �� ��������� �� �� ������ � � �� ���

���� �������������� ��� ��� �� ������� � ������� ��

� ������� �� ����� ����� �� � � ���� ���� ����� � � �� � ��

���� !"#$% ����� �� �������� �� ������ �� �� ����� � � � ����

��� �� ����� � � �� ������

������� ���� ���� �� �������� �� �� ������ � ���� ����� ��

�� �� ���� ��������� ��� ���� �� ��� ������ ������ &���� �����

� �� �� ������ �� � � ������� �� ���� ����� � ���� �� �������� �� ��

���� �� ������ �� �� ��������� ���� ������� ��� �� � ����� ���� ��

�������� �� ����� � ������

�� ������������� �� �� � ���� ����� � �� � �� � �� ������ �� ���� �� ����

� ������� �� �� � ' � �� � ������� � � �� ������ �� '�� � ��

�������� �� ����� ���� �� ������� � � �� ����������� �� �� � ���� ����� �

�� �� � ����� ������ �� ���� �� ��������

� ������� � ����� �� �� �� ������� �� � ���� ��� �� ������

��� !��� ������ �������� �� ������� �� � ����� �� � ���� �� ����

���� � � ������� ������� �� �� ����� � ����� ��� �� �������

�������������� ����� � � ��� ��(� � ����� � ��� �� ������ ) ����

�� �� � ����� ������������ �� �� ��� �������� ����� �� ��� �� � ����

����� ��� �� �� �

*

2 Theory and ExperimentalMethods

�� ���� ����� �� ������ � ���� ��� ������� �� ��������� ��� �� �����

��� ������ � ����� ���� �� ������� �� �������� ����� ��� �� �����

������ ������� ���� �������� ����� �� �������� �� ����� �������

��������� �������� ��� ������ ���� ����� �� ���������

2.1 Thin Film Silicon

��� ������������� � ���� ��� ������� �� ������ ���� ����� ������ ����

���� ���� �������� !"#$%&' (������� ��)�'*& ��� ��������������� �

)�'*& �������� �� �������� �������������� � ��� �������� ��� �� ������

� �������� ������� ����� ���� �� �������� �� ���� �������

2.1.1 Hydrogenated Amorphous Silicon

(������� ������� �� � ������� � ���� ������������ ��������� )���� ����

���� �� �������� ������� ��� �� ��������� �� �� ������ � �� ����

������� �� ��������� +����� � �� ���� ��)�'* ����� ��� ����� �� #������

��� ,������ ��� �� ��� �� -�. % /-01� !������ ��������� +������ � � ��

23�2 % ��� �� ������� ���� ����� �������� ��)�'* ����� ���� /-41�

( ��������� ��������� ������� � ������� �� ������������� �� ���� ��

�� ������ �������� � ����� �� � �������� �� ��������� ��������� �

���������� ������� �� ��������� �� ��)�'* �� ����� ����� � � � ����������

������ �� ������� ���� �� ����� ����� ���� �� � ��������� � �� ��� �

������� ����������� �� �������� ������������ (� �������� �������� �

5

� ������ � �� �������� ������

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

100

101

102

103

104

105

����

�������

ab

sorp

tion

coef

ficie

nt �

[cm

-1]

��� ������ E ����

������

������ �� �� ������� ��������� �� �������� ��� �������� ������� ������ ����

����� �� ���� �� ���� ��� �

��� �� ��� ��� ��!����� �� �������� �� ����" � ���� �������� ������ ���

� � ������ ������������ #��� ����� �� ������� � ��� ������� $�� �%����� ���

���� ���� ��� �� ������� ��������� �� ����" ���!� ������ ������� �� �& �' �

��� �������� ������ ���� ���� �� ��� ������� ������ (����) � ��� �� ������ ���

$�� *���� �� � ��# ���� �� ����� ��*������ �� �� ������� ���� ��� ��� �� ����

��� �������� ������� +� ���� ��� ������� ��� � �� ������ �� ���� ��� , 04 ��

��� $��� ��� ��- � $�� �� ��� ���� ����� ����� �� �������� ������ ���� ��

��� ���� ���� � ����� ������ �� �� �������� ���� ���� �������� ������ ����

� �������� � ��.����� �� ��� � � ������ �������� ���� ��� �� �!���� �� ���

������������� �� ��������� $�� � ������� �������� � /��#� � ������������

�������� �������

$�� ��.�� ���#���/ �� ����" � ��� � ������ ���������0��� /��,1��� #����

�� ����� ��� ��!�� ���� ����������� �� ��� ����� ��� ��� ���/ ��������!��� ��

����" ���� *�� ���� ������������ �� �

2

��� ���� �� ���� �

������ ��� ��� ���� ������ ������������ ��� �������������� �������� �� ���

����� �� ������ �� ����������� !��� � �������� ��������� ��� ����

�� ������ �� ������ �� ��"�� ��� #�$%

2.1.2 Hydrogenated Microcrystalline Silicon

��� ��� &��� ��'��� ����� ��������������� ������� �� Vep̌rek �� ��� �� ()*+ #,�%

�� ��� �����-����� �� � ��� ����� ���� �� ����.� �� ��� #,,% �/ ����� '�����

��� ��� ���� �� ��� �� ��� ���� ���� ��� �� �������� ��'������� �� ���

�� ��� ��� ����������� ���� ���� �� ����� 0��� ��� ������������� �� ���

�� '��1 ����� ��� �� ���� ��������� �� �� � ��'���� ����1 ���� � ������

��������������� ������� ��� '���� �1���� �� ����������-�� �� ��� �����������

!��� � �������� ����� ��������� ��� ����� �� ��� ����������� !��� � �� ��� � ���

'���� �������� �� � �� '��� ������ ��� ���� �������� ����� ��� �� '������� �� �

��������������� &� ���� ��2����� ����������� !��� � ���������� ��� &���� ���

�������� ����� � �� �������� �� !������ ����������-����� ������3��� ��"� 4����

��2�������5 ����� ������ �������� �������'� ��� 6� �� �'��������'� #�$%� ��

���� ���� �� ������ ��� ����������� ������� ���� � ���� ����������� !��� � �����

����� ���� ��� ����������� ������� ��� �� '������ ������ ������ ���� �����������

������������� �� ����� ���"��� ������ ��� ��'����!���� ���� ������� ��'�����

'�������� �������� ����!����� �������� ���� ���� �� � ���� ��� �������� �!�� ��

��� ���� �� ��� �� ���������� �� ��'����� ����� ����� ��� ������� ����������� ��

��������� ���������� �� ������ ���� �� 7��� � ��'���� ��-� �� ����� �$ �

��� ������ ����� �� ����������� ������ �� ������������ � ����� ���� ���� �� ���

���� �� #,/5 ��5 ,8%� �� �'�� � ������� ��� ����� ���� �������� ������� ���

9

� ������ � �� �������� ������

400 600 800 10000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

�������

spectral power density �

[norm.]

quan

tum

effi

cien

cy Q

E

wavelength � [nm]

�����

������ �� ��� ��� ����� �� �� � �� ��� ����� ���� � � �������� ����� �� ����

�� �� ��� ���������� ����� !� "#� �#��� � ���# � ��� ��$��� ��#

��� ��� �� �������� � �#� �%&�' ��� ���� ����� �����!� (#��� � ���#

� � ���� ����� �#� �%&�' �� ���� �� ��) �* ��� �������� � �#�

μ�%&�' ������ ���� ����!

������� ���# ������ � #� ��� �#������ $���� ��������� �(+,*-! ���� ����� ��

�#� �#��� ��� ����� ������� �����#��� �������� ���# � ��������� � $����� ����%

��� ������ ./ 0 �� 1/ 0 2�/3 14� "#� ������� �� ���������� �� �#� ��������

������� ��� �� �#� ���#� ���� �� ������ ��� ��� ���� ��� �������� 254�

-�� �� �#� ������6 ���������3 �#� ������� � � ���������� ���������� �� μ�%&�'

��� ������� �� �� ��� ���������� � � ����� ����� �� ������� ����� � ���# �#� � %

������� �� �� �� ����������3 ������� � � ���������� ���������� #�� ��� ������#��

� �#� ���� ��� ������� �� �#��# � ������� �� ��$� � 7����� �� 2)4�

"#� ��#��$�� ��6���� ����� ���� �� �/�� 0 ��� μ�%&�' �� ��� 8� ���� �����

����� 294 ��� � �#� ���� ����� �� �#��� �� �%&�' ��$����� -�� �� �#� �������

��������� ������� � ���$� �#� �� ���� �� μ�%&�'3 �� ��� � ������ ���3 #��#��

�������� ����� �#�� ����� ��� �������� ��� �������������� � ������ ����� ������ :�

�� ���� �� ��� � ������ ��� �#�� �#� ������� �� ���� �� μ�%&�' �� ���# �������

�#� �#�� �� �%&�'� "#�� ��� � �#�� �� ����� ���� �� �#� ��� ������ �� ;�%

)

�����

�����

��

� ����

�� ��

���

��

��

��

����

EC EV EF

Vbi

QE

QE

%

2.1.3 Thin-Film Silicon Solar Cells

� ������ � �� �������� ������

0

Voltage V [mV]

curr

ent d

ensi

ty J

[mA

/cm

2 ]

0

JM

JSC

VMVOC

������ �� ������ ��� ��� ������ ���� ��� �� � ����� ���� ����� �������� ���� ��� �

��� �Vm� ��� ������ ����� � �Jm� � �� ������� ����� ���� ���

������ �� �� ���� �� �� ���� ������� ������ ����� � �Jsc� ��� ��

����������� ��� ��� �Voc��

�� ��� � �� ����� ��!�" ��� �!�"� #� �������� ��� ��� ��� �� ������ ��

�� ���� ��� ����� ���� �� � �� �� ������ � ��� �� �� �� ������� �� ���� �� ������

��$� %� ��� ��� �� ����� ���� �� ��&��� � �� �� ���� ����'���� ����� �� ������ ��

�� �� �� ������ ������ #�� ����� ��� � �� �� ��� �� � �� �������� � ��� �� ���

�� ��� ������� (�� � �� ��� �� �� �� ��� �Vbi�) �� �� ����� �� �� �� ������ ��$)

�� ���� ��� *��� �� ���� ���� �� ����� �� ������ ����� ��� ������ � �� �������

�� ��� ��� ����� �� ���*���� ��� ��� �� ��� ��� +$,-�

#�� ���� ��� �� ����� �� ������ ��$ �� �� �����.�� � � ��������� ����

��� ��� ����� �#�/�) ����� �� ���� �� ��� �����) ��� ���� 0��� /���� �0�/�

�� ���� �� �� #�/ +$$) $-� #�� ������� �� �� #�/ �� � ��� ���� � � �� �

�������� � ����� � ��� (�� � �� ����� ������� �� ��������� ���� �� ��� ����

�� � �� *�� ������� � �� �1�� ����� ������ � ���� ��� ���� �� 2 ������ ��3

��� �� ���� ������� ��������� �� �� ����� � �� �� ���� �� �� ������� � ��� ��

� ��3 ��4�� ���� #�� ��� ��� ��� �� ���� �� � ��������� �� ����) �����

56

��� ���� �� ���� �

��� ����

���� ������������ ������

��

����

��� �������

��� �������

������ �� �� ��� �� ��� ������ �������� �������� ����� ���������� � �����

��� �������� ���� ��� ��� ���������� �� ��������� �� ��� ��� �������

��� �� ��� ��� ��� ����� �� ��� ��� ��������� �� ��� � ��� � �������

��� � ��� � � �� ������ ����������� �� ����� ����� ��������������

��� ���� ��� �������� �������� ��� ������� ���� ��� ��� ���

�� ���� �������� �� �� ����� �������� �!���� ������� � ��������� �� ��� ��������

����"����� # ������� �������� ����"���� ����� �� ���� ������������� ��� �����

�� �������� ������� �$���������

��� ����������� �� � ����� ���� �� ��������� � ��� ������� ������� %�&'

��������������� ����� ������������ (���� �� ������������ ���(� �� ������ ��)�

��� �*����� η �� ��+��� �� ��� ����� ���(��� ��� ��$���� ��(�� %Pm' ���� ��

�$������� ��� ��� ������������ ��(�� %Pill'

η =Pm

Pill

. %���'

��� ���� ������� ������� %Voc' ��������� ��� ������� �� (���� �� ������� �� �$

������� ��� ��� ����� ������� ������� ������ %Jsc' �� ��+��� �� ��� ������� ������

�� ,��� �������� ����� �(� ���������� ��� ���"�� �� Pm � ��� +�� ������ %FF '

FF =Pm

Voc · Isc =Vm · ImVoc · Isc %���'

(���� Vm ��� Jm ��� ������� ��� ������� ������ �� ��� ��$���� ��(�� ������

��

������

��������������

��� ����� ������������

��������

�������������

�����������������

� �������

��� �� ��

����������������������������

����������������

2.2 Sample Preparation

2.2.1 The Five-Chamber Deposition System

��� ������ ������ �

������ �� ��� � ��� �� ���� ������� ������ ��� ��������� � ��� ��������

������� �� � ��� ��� ������� �� �� ���� ���� �� �� � ���� ������ �������

���� ��� � ���� ������� !�"� ��� �� ������� �� ��� ��� ��� ��������� ��

������� ������ �� ����� ������ #���������� ��� ���������� �� ������� ������

�� ����� �� ������ �� �� ���� � ���� ������� !$% !&"� ��� �� ������� ���

��� ��� ��� ����� ������� �� �� �� ������ ������ !'"�

��� �� ��$ ���� � ��������� ����� �� ��� �1 �������� ��� ������� �����

��� ��� � (�� � ��������� ���������� )����� ��� �������� �� ��� ��� ������

����� � ��� (�� �� ����(�� ��� ��� ��������� �� ��� ������ �� � �������� ���

� ������� �� �� ��� �������� �� ��� ��������� � � ��� ��� � ������� �������

��� ������� *del+ ����� ��� � ������� �� ��� ��������� ��������� �� �, ���

��� ������ �� �������� �� ������� � ��������� (������ �� ��� ���������

���������� ��� � �� � �������� �� ��� �������� �� ���� �� ��� ��������� ����

��� �� ������� �� � ������� ����-� # �������(� ������ �� ��� �� �������(���

���� ��� � �������� �� ������ ��� �������� �� �� ��� ����� � ������� *TS+ �

������� ���� ���� �� �� ��� ��� � ��� ������ �� ��� � ������� ������� �� � ��

�� �������� �� �������� TS �������(��� .,"�

��� ����� ������ ��� ����� ����� ��� ��������� � �������� �������� �� �(���

����� ���������� �� ��� ������� ����� ��� ����� ������ ��� �� �� �

������� ��� �/ ����� ��� � ������ ����� �� ��� ����� 0�� � ��������

� ��� ��� �������� ��� ����������� ��� � �������� � ���� ������ ��������

�� � ������ �� � � ��� ����� ��� � ��� )��� ���������� ��� �� ���� ���

1× 10−7 ���� ��� �����(��� 1 ��� ��� ��������� �� � ����� ��� ����� �� �� � �

���� � ��� ���� �� � �� ����� ���� ����� �� ������ �� �����2�� �� ���������

��� ����� �� (�� � � �������(��(� � ��� ������� ������ �� �������� � ��� ��

��$� ��� ������ ��� ��������� � ������ 3���� 4���� 56 ����� �� 7�� 8����

��(���� ����� � �������� �� � ��2� �� 10 × 10 cm2� 9��(�� � �� ���� ���������

� �������� �� �/ ��������� ���� �� ������� � � ��� � #��� ���������� ��

. ���� ����� �� �� � ������ � ������ ����� � ������� �������� ��� � ����� ���

������� ���������� ������� ��� ������� � �� ��������������� ������ ��� :��

����� ����� ��������� � ��� .�3������ ��������� ������ ��� � �����2��� �����

��� ��� ��� ������� ��� ����� ����� �� 1× 1 cm2 ��� � ���(�� ���- ���- ���������

��

� ������ � �� �������� ������

�������� Voc �� Jsc ���� �2 FF �� �������� ��� ����� �μ�

������ ��� �� � �

����� ��� �� �� �

����� � � ������������ �������� � ����������� ������� !�����"� #�� $������ ��! ���

������ � ��%���� �$ ����!��! 1× 1 cm2 �&��� ��� �� &������"��������

������� ����� ����� !�������! �� � � ��' �&��� �"���& �� (�� ����

������� )�� ������ ���% ��*������

2.2.2 Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition

������ ������ +���&� �� ����! � �&���� ����� !��������� ,+-'./0 �� �

����!��! ������� ���! �� !������ ������� � �� #�& &�������� 1�� ��� ��� �2 3�

� �� � ���� � ������ ��� ��&�������� ���������� "!����� ,H20 ��! ������ ,SiH40

�� !���&����! �� � �������������� ������� �� !������ �&��� ��� ��! &������"��

������� ������� � �� #�&� � � !���&�������� �$ ������ ���� � � ���)� ����������

�� �� ����! �" ����"��� �� ����������� ������� �$ � $��4����" �$ � �5 6�7 �� � �

��)���! �������!� /�� �� � � ��������� ����������� #��! � ����&� �� ��������!

���)��� � � �������� ������ � � %������ �����" �$ � � $��� ��������� �$ � � ����&�

�� ����� ����� �� !���&���� SiH4 8� � ������ ������� ��!����� ��%� SiH3� SiH2

��! SiH ��! ����7�! ������� ��%� SiH+, SiH+2 ��! SiH+

3 ��� ��������! � � &���

�&������� ������� ������� !����� ������ ����&� !��������� �$ ������� ��� ��&&��

��7�! �� 1��2 � � ��!����� � �� ���������� �� � � !��������� 9���� ��$����! �� ��

���)� ����������9 !�:��� ��)��!� � � #�& ���$��� � ��� � ��&���; ��������"

���)��� �!��������� !��������� ��! �����!��" ����� ��� ��������� ��%�� �����

� ��� ��� � ��� !�:����� �� ���� �$ � ��� � ���������� � � ���)� �$ �����

� � � "!����� ��� ��� &�!�� �� ����! �� � � $��� � �� � ��� �� ��������

��� ��� ��� ��! ��!��������� �$ ������� !����� � � ���)� �$ � ����� #�&

1�5� ��2 <�!�� � � ����&����� � �� ������ �� ���$���������" ��� �! 1�=2 ����

!�&������" &������"�������� &������� !������� ��!�� ������� ������� ���!��

�����

� � � �����! &�!�� � �������! �" 6����!� �� �� 1��2 � ������� � � $��&�����

�$ � &������"�������� � ��� �� � � "!����� �������� �$ � � #�& ���$���

> �� &��� �$ � � ���$��� ����� ��� �������! �" "!����� ���&� � � !�:�����

��� ������ ������ �

������ �� ���� ��� ���� �� SiH3� �� ��� � ���� �� ����� ���� �������

��� �������� �� � ���������� ������

� ��� ���� ����� � ������� �� ������� �� ��� ���� ����� ��� ��� �������� ��

����������� �� � �������� ��������� ����� ���� ����� ����� � ��� �����������

�� ���� ����� �� �� ��� ��� ���� ������� ����� �������� �� ��� ������

����� ���� ��� ����� !��� ���� ���� ������ � ������������ �� �"��#$

���� μ�"��#$ ���� �� ������ %����� ���������� �������% � %$ ��������

���������%�

�� ����� ���� ������� ����� �� �������� ��� �� ��� ��� ���� ���� ���� ���"

���� &������� �� ��� ������ ��� �������� �� ��� �������������� ����� �� ��

����� ���� ����� �� � ������� �� ��� ���� ���� ��� ������ ���� ��������� � ��"

��������� ��� ��� ��� ���� ��� ��� ������ �� ���� �������� �� ��� �������

������

��

��

��

��������

����������

��

���� ������� �

������ �� �� �� ������� � VP� �������� ������� ne� �� ��� ������� ni �� ���

����� ��� ���� ����� ��� �� �� ��� ��� ��!��� ��� �� �� ��"

�� ��� ��������� �� ��� �� ����� ����

�#

� ������ � �� �������� ������

���������� �������� ��� ����� ��� �������� �� � �� �� ����

� ������ ������� �� ������� �� �� ��������� ��������� �� �� ������ ���� �

��������� �� ������ ������ ������� � ����������� ����� � � ��� ��������

������ ������ �VP�� �� ������ �ne�����ni� ������� ����� �� ��������

����� �� ���� � ����� !�"� ��� ������ ������ �� #��� � �� �������

�������� �������� �� ����� ��������� � �� ������� �������� VP �� �������

����� #���� ���� �������� �� ����� ��� � �� ��$����� �� �� ����� �� ��

������� �� �� ������� �������� ����� �� ���������� �������� � � �����

���� �������� ����� ���� �� ��� ����� �������� ����� �� ������� ��� � ��

������� ������� ����� ���� � � ������� �� �� �������� �� �� �������

%�� � �� ����� ���� ��$����� �� ������� ��� ���� ���� ������ ��

�� ���� &��� �� ��� ��� ������� �� ���� � �� ���� �� ����� ��������

����������� ���������� ���� ������� �� ��� �� ��� ������� � �� ������

��� ��� � �� ������ ������� ����� �� ����� �� ������ ������ '��� � �

����� (��� � �� ������#�� ������ � ������� ��� �� ������� � �� ������

����� � �� �������� �������� �������� �� �������� %�� � �� ������� ��� �

�� ����� ����� � �� ��������� )���� �������� � �� ������ ����� �����) ���

��� ���������� ������ �� �������� �� ������� ��������� ��� ���� �dsh� ��

�� ����� �� � �� ����� �� � ��� ������ ����� ����� �λdb� *+,-

dsheath ∼= λdb =

√ε0kBTe

nee2�!�.�

����� Te �� �� ������ ���������� ne �� ������ ����� � �� ������� ��

ε0 �� ������� �����

�������� ��������� ����� ��� ������� �������� ��������� �� �����

��� �� ��������� �� �� ������ �� ��� �� �� ������� �� �� ������ ���

��� ��/�� ��������� �� � 0123% ������ ���4

� ��� �������� �������� p� 5 �������� �� ����� �� �������� �����

�� ������ ������� �� ���� �� ��� ���� ��� �� ������� ����� ��

��������� �� ��� �� ������ ����� �� �� ����� �� ��������� ����

��� ��������� ������ ������ ��������� ��� �������� p � ��������

���� �������� ��������

� ��� ������ ����������� �SC� ��������� �� ���� �� �� ����� ����(��

,+

��� ������ ������ �

�� ��� ����� ��� �

SC =SiH4

SiH4 +H2

. �� ��

�� ��� � ������ ������� �� ��� ����� �� �������� ����� �� ����� ����

������� � �������� �� �� ���� ��� ����������� �� ���� ��� ������� ����

������ ��������� �� ������ ����������� �� �� �������� � ��� ��� ���� ��

��� ���������� ���������� !���� ��������

� "�� ����������� T �� ��� ������ ��� �� �� ����� ���������� ��� ���

���������� ����� �� ����������# ������� ������# ��� �������� �������� ��

��� ������ ������� "�� ����������� �TH� ���� �� ������� �������� ���

���������� �� ���� �� ��� �$������ ������ �� ��� ��% �� ��� ��� &��%�� ��

��� �� �� ���� ���� ��� ���� �������� !������� �� TH ��� ��'�� ���� ���

����������� �TS� �� ��� ����� ��!������ ()*+ �� ��� ������� ������ � ������

�� �������� ������� ��� ��!�������� ����������� Tfilm �� ��� ������ ���

����� ,���� ������������ �� �������

� "�� ����� � ����� ����� P �������� ��� ���������� ���� �Rd� ��

���������� SiH4 ��������� �� ���������� SiH4 ��������� ��� ����������� ����

��� �������� �� ���������� !� P -���� ��� ������� ����������� ������

�������� ��� ����� ���� ����������� ��� !� �������� �� � ���� Rd !� ������

��������� ���������� P ��� SC "�� �������� �� Rd �� ������� ����� ���

�������� ���������� ��� %��� �� ������� ��� ����� ����� ����� (./+

�������� ������� ������� "�� ���������� �� � ���� ����� ��� ������

����� !� ��� ���������� ���������� ������!�� �!��� �� "�!�� � � ��� ����������

���������� ������� �� ��� )� ���!�� ������ ��� ��� ���������� �� �������� �

��0- ������� ��� ��������� ������ ��� �������1��

����� p ������ SC ��� TH �◦�� � �����2�

���0-�� . * �2 �)* * 3)

���0-�� 3* * /� �** * )

"�!�� � �0 &��������� ��������# ������ �������������# ������ �����������# ��� ���

��� ���� ������� ���� �� ������� �������� ���0- ������� ��� ���

������� ������ �� �� �$�������� ���4����� �� 3. )/ 5-1 �� ��� )�����!��

������

32

� ������ � �� �������� ������

400 450 500 5500.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

����

�������

inte

nsity

I [a

.u.]

�� ���� �����

�����

������ �� �� ��� ����� ����� � ���� ������������ �� ��� �� ��� �����������

����� ��

2.3 Characterization

����� �� � ����� ������ �� �� ������ ������ � ������ �� �� ��� ��� ��������

���� � � � ��� ���� ������������������ ��� !� ��������� �� ���� ����� � �� �����

� ����������"��� � � ���� ����� � #��� ��� � ��� ������

2.3.1 Raman Spectroscopy

����� �������� � ��� � $�� ����� �%��� ��� !��� ���� &���� �� ���

#��� ���� � ��� ���� ������� '�()� �� ������!�� ��� ��������� ���������� � �����

!� � ������� ��� � ����� ����� ������ �� �� �� ���*������ ���� � �������

����������� ������ ��� &�!���� ��� �� ������� � � ����� $�� ��� �� � �����

���������� �� ��������� �� ��� ���������� '+�� +,� +-)� .����� ��� ����� ����������

�� ���� � �� � � �� ������ �/����� 0�� ��� �� ����1 � ����������� 0������� ���

�� ����1� �� ������ �� ��� #��� ���� ����� ������ � ������������ �� ��� ���

��� ���� ����������� ����� � ��� � ������� $�� ����� ����� � ���� �� � � ����

23

��� ����������� �

�������� �� ������ �� 520 cm−1� ��� ��������� �� ��� �������� �� ��� Γ′25

����� �� ����� ������� ����� ��� ��������� ����� ��� ������� � ��� �����

���� ����� �� ���� ������� ������ �� ∼ 3.5 cm−1�

�� ���� ������ �� �� � �� ���� � ���! ��"����� # ��$��� %�& �� �

'� ��� ���� ��� ���� ����� $������� '� ��������� �������� �� ������ ��

480 cm−1 �� ������ �� � ���� �� �'��� 70 cm−1� �� '������� ���!

�� ������� �� ��� ��������� �� ��� ������� ������� ����� � � ���������

����������� �� ������������� ���� ������� � '� �����'�� �� �

��'����� �� ��������� �� ��������� ����'������ (�� �� ������ �� )�

��� $��� ��*� � �� � ��� ���! ���������$ ��� ������ ����'���� �� ����

������ �� ������� ���� ��� Γ′25 ������ � ��������� ����� +%,-�

400 440 480 520 560

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

inte

nsity

I [a

.u.]

Raman shift [cm-1]

difference (I520)

amorphous reference (I480)

microcrystalline silicon

��$��� %�,. ����� ���� ������� �� � �� � )�� ���� � ��������� /�����

������ �� 0&%� 1 ��������� ������� ������� �� ��'������

���� ��� ���������� �� �/������ IRSC �

���������� � �� � ��������� ������ � ������ ���� ���������� ��

������ ���� �� �'��� � ������� �� ��� ��������� /����� ������ �� �� �

)��� +%,2 %%2 %02 %3-� 1 ��������� ������� �������2 �� ��� ���$����� ����

,&

� ������ � �� �������� ������

���� I480� �� �������� ��� ��� ������� ���������� �� ����� ��� �����������

�I520� � ��� ��������� ������� �� ���� �� ������ ���� ��� ��������� � ���

�������� �� ����� ������� �� ����� �� �������� ��� ��������� � ��� ��������

������� �� ��� !������� ������ ��� 400 cm−1 �� 440 cm−1� "�� #��

��������� !����� ����� �IRSC � �� �!����� ��� ��� ���� � ��� ���������

��� � I520 �� ��� ���� ��������� � ��� ����� $%&'

IRSC =

I520I520 + I480

. ���&�

(� �� ���� ��� � $��' ��� IRSC �� �� ���� �������� ��� ��� ��������� !��)

��� ����� ���������� ��� *)�� �������� �*#+� �� ����������� �������

�������� �",-� ������������ "�� ���� ��������� !����� ����� ��� ��

���� � � �.��!���� � ��� ��������� !����� ����� ������� �� #�� ���)

������� �� ��� ���� ����

���������� ��� "�� !����� � ��� ���� ������ �� #�� ����������

�� ���������� �� /�����)0���� � � ,.����� ��% �������� ��� ������ � ���

������ ��������� �I0) � ��� ����� ��� �� ��������� �� ��� ���

I(d) = I0 · e−d·α(λ). ���%�

"�� ��������� ��1���� �α� ������� �� ��� !������� �λ� � ��� ����� ���)

��� �� ������ ���� "��� ���� �� �2������� �� ����� ��������� ����������� �

IRSC ����� �������� �2������ !�������� $%%'�

"�� �� ������� ����� dinf � #�� �������� �2�������� ������������ ��

����� !������� �� ������ � ��� ���3���� � ���� �� ��� ���� ��� 2e

� ��� #�� ��� ��� ����� �� ��������� "�� ������� ����� �� ������� �� ���

� �3 �� ��� ��� ��� �� �������� ������ ��������� ��1����� �� ���

�������� ������� �� ��� #�� ��� ��� ����� dinf �� ����2����� � ��&4α(λ)�

������ ���� ��� � dinf � )5�67 �� ������ ��������� �8& 9� μ)5�67 � ��)

���� � ��� !������� ���� �� ��� ��������� ��1����� ��� � �� ������ ����

�������� ��������� ��1����� � 4 · 10−4 cm−1 �� 9 · 10−4 cm−1 �� μ)5�67

�� )5�67 � λ � &:� �� �������!��� dinf �� ����2����� � ��& �� ��

&% �� �� ����� �������� ;��� ����� �������� !�������� �� #�� ��)

������ �2��������� ��� ������ ��������� � ��� #�� �������� ���� ������

��� �� �� �� ���������� ������� �� 0����<� �� ��� �� =�������� �� ��� ���

��

��� ����������� �

450 500 550 600 65010

100

1000

�������

info

rmat

ion

dept

h d in

f [nm

]

���� ��� � � ��

�����

������ �� �� �������� ����� �� ��������� ��� ������ ����������� ��� �� ���

�������������� ������� �� � ������� � ��� �� ������� � ��� ���!�

������

����� �������� �� !��� ������� ���"��������� ��� ������ �������� �� ����� �� ��

������ ������� ��� #$% �� �� �&� �� ����� ���������� ��� ���� ��� �� ��������

������� ������ ���� ������ '(�) ($*�

����������� ��������� ��� ����� ����������� ������ ���

����� � ������� +���� �������� � ����������� ������� �!������ �� ��� ��������

����� ��� −600 cm−1 �� 600 cm−1 �� ���� ������������ ,�� -��.�� ��� �����

-��.�� ���.� ��� �������� �� ��% ��−1 ��� ���% ��−1� -���� ������� ��� !�����

����� ������������ ���������� ������ ��� /����0��������1�����!����� '(2*� 3����

��� ����� RT � ��� -��.�� �� �����-��.�� ���������� ��������� �� ������������ ��

��� ������� ����������� �Tl�

RS

RaS

∝ n(ω0) + 1

n(ω0)�����

����� n(ω0) �� ��� ������ ���������� ���!�!����� ��� ������ ��4����� ω0� ,��

�������� � ��������������� ������� �� ��� ����� �� �������) ��� ��� -��.�� ���

� ������ � �� �������� ������

-560 -520 -480 440 480 520 5600

200

400

600

800

1000

1200

in

tens

ity I

[a.u

.]

Raman shift [cm-1]

������ ��� �� ��� ��� ������� ��� ���������� � ����������� ����� � �� � �

������������

������� ��� �� � � ����������� ωL� ωS ��� ωAS� ��� ��� �� ��� ��� ������� ���

���������������� �� �� ����� �� σ(ωL, ωS) ��� σ′(ωL, ωAS) ��� ���������� RT �

� �� ��� ! �� ��� "�#$ ��� ����������� ��������� ���� � � ������ ����� � �

�� ����� �������� ��� ����� ���������� �� ��%�� &�

RT =(αL + αAS)ω

3sσ(ωL, ωS)

(αL + αS)ω3ASσ

′(ωL, ωAS)exp(�ω0/kT ) '��()

���� αL� αAS ��� αS ��� ��� �&� ���� � � �*������ �� ��� �������� � � ������

������� ��� ��� �� ��� ������� �� � � � �����+� ����� �%������� ,����� � ��( ��

�� ������ ��

RT = C · exp(�ω0/kBT ) '��-)

��� ��� � ������ CRam� .��� � ������ ��� ������� � ��� ������� �������� ���

��� �/���������� ������ ��� ��� &� ���������� �� ��� ����������� � � �������

+�� �� �� � '��� ����� � #�)� � � � �� � CRam ��� ������� ����������� ���

&� �������� �/������� �� � ������������ � ��� �� ��� ��� ������� ��� ����������

������������

���������� �� � .�� �/���������� ����� ���� � � ����� ������ �� ��

��

���

�����

���� �����

� ���������

����

2.3.2 Optical Emission Spectroscopy

� ������ � �� �������� ������

400 500 600 700 8000

20

40

60

80

SiH

Hrotational

inte

nsity

I [a

.u.]

wavelength � [nm]

HFulcher

������ ��� � ������ �� � ������� ���� � ���� ��� ��� ���������� �� ���������

������ �������� �������������� ��� �� �������� ����� ��� ��������

����� ��� ����������

2.3.3 Solar Cell Characterization

��� ��� � ������� ���� ����� �� � ����� ���� ��� �� ��������� ��� �������

���� �� ��� �� ���������������� ����� ���� �������� ����� ������ ���� ���

������ �� ����� �������� ���������� ����� � ������� !���� �� �� "# �$ ����

������ ��� � �������%�� �� �������� �� �$◦� � ������ ��$ ���&� � ������� �� �

��������������� �� � ����� ����� ��� ���� ���'� ��� ��� �� ������ ��&�� Pm ��

��� ����� ���� �� ����� ���� �� ��������� �� ��� !����� (���� ��� ���� ����� ��

��� ������������� ��������� ��� ��� ���) ������� �� �� ����� ����� ��� ��� �����

������� *Iph+ ��������� ����� ���� ������� ��� ����� �,������ �� � ����� ���� ��

������� ���� �� -./0

I(V ) = I0(eqVkBT − 1)− Iph *��/+

&���� I0 �� ��� ���) ���������� �������1 T ��� �� ��������1 , ��� ��� ������

������ ��� kB 2���% ���3� �������� �������

3 Experimental Realization of anIn-Situ Raman Setup Inside aPECVD Chamber

��� ��������� � � ��� ��� ��� ���� ��� ��������� ������ ����

����� � ��� ������� �� ����� ��������� � ��� ������ ��� ��������

���� �� � ��� ��� ��� �!�������� �������� ��� ����� ������� ��

��� ��� ���� � ��� �� �� �� ��� ��� ����� � ��� ���� � ��"��� ��� �

������� #� �!��������� � ��� ��� ������ ������ ����� �������� "���

������ ����� � ��"��� ��� � ���������

3.1 Experimental Requirements and Restrictions

�� ��� ��� ����� ��� ������ ��� ��"�� � �$�%& � ���� ������� ����

��� �� ������ ����� �� � ��� ���� '()*� +��� ���������� ��� ����

��� ������ ���� ����� � ��� ������� �������� �� �� ��� �,� ����

������� "��� ����� � ��� ��� ��� ����� ��� ���"��� ����� �� ������

���� ����� � ��� �� ������� ����� ��� �� ��� ����� � �� &���� �!��� ���

�������� � ��� ��� ���� � ��� �� ���� �� � ����� ��� ��� ���

����� ���� $����� ��� � � �� �-�� � ��� � ����� � ��� � ������

��� � ��� ���� ��"��� ��� � ����� � ��� � �� ����� � �� �� ��� ��������

�!�������� ������ ���������� ����� �� ��� ������ � � �� ������.��

���� ��� ��� ���������� � � ����� � ��� �������� � ��"��� ����

# ���������� ���� ��� �� � ��� ����� � ��� ����� ������� �� ���

��/����� � ��� � �� ������� � ��� ������ � ��� � ���� ������ �� ��

01���� '2(*�

34

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

��� ���� ������ �� �� �� ��� ����� ���� ����� � �������� ����� �����

���� ����

� �������� ������ �� ������ ��� � ��������� ���� �� ���������� ��

������ � !�"# $%& ��� ������� ��������� ���� � μ� '��% (�� � " )*�

��� ��������� ���� ��� +� �������� �� !�"# $%& +�� ��� �������� ����

����� ��� ,���� �� ����������� �� ���� ���� ��� ���-�� ���� . )* �� ���

���������� �������� /012� %���� �� �� �� ��� ���������� � �������� ���

������ �� ��� ����� � . � �3����� ���� �� -����� ���� � " )* � �����

���� � ������� ����,�� � . �� ���� -��� �����- ��� ����������

�����4��� ����� ���������� � ��� �� �+���� ���������� �+��� ��� +��,

� � ������ %���� � ������ �������� ��������� ���� ��� ����� �� ����������

���������� ���� ���� ��� ������+����� � ��� ������� � ��� ����� ���� �

�������� �����- ��� ���������� �����4�� �� ��� �4����� �-��� ���� +� 4���

�����

� �� ���������� ������� 5� �� ���� +� 67���� ���� � �������

�-��� �� ���� ����� � " � �3����� �� �4������ ��� ���������� 4�����

������� /0 2� %� ��� ������ ��� ����� �3������ � ���������������

������ ���� �����+� ��� ����� +������ ����������� ��� ����� �����

������ �� ���������� �� +� � ��� � 10−11� 8��� ��������- �����

���������� �����- ����� ��� ��-�� ������� +� ��� ����� ���� +� ����

� ��� �������� ������� ��-����� ���� ��� ������ �� ���� ����-������

���� �������� +� ��� ��-� �������� ��������� ��� ���-� +��,-����� �-���

������ � �������-� �� �+���� ��� ������� �-��� �� ���� ������

� ����������� ��� ���� �������-� ��-�����- ��� ����+����� � �� �� ���

����� ���� � ���� �� � ����� ��4�������� ��� ��� ��������� ���� �

������ ���� � �-�� �� ��� ����� &��� ��� ������� ��� � ��� �� �������

������� 9��,� SiH39 -�������� �� ��� ������ '��� � ��� ������� �������

��� ���-� ����-� �� ���+�� ���� �� ���4� ��� ������� ��-��� � ��� ������

%���� ���� ������� ������+��� �� ��� ������ -����� � ����� +�� ��� �� ���

������- � ������� ��������� ����� ���� �� � ��������� � ��� ���������

�������� �����- ����������

� ������� �� ����� 8��� ��������- �� ��� ���������� �� �

��������� ���� ��� �+������ ����� ��� 4���� �� ��� ����� ����4� ���� � �

1#

��� ��������� � ��� ����� ���� ���������� ����� �����

����� ����� ��� �� �� �� �� ���� ���� � �� � � ����������� ��� ������

� � � ������ ��� �� � � ���������� ����� ������� � ��� �����������

����� � ������� ���������� �� � � ���������� ����������� � � �����

����� ������� ����� � ������ ���� ��� �������� �� ����� � ����������� �

� � �������� ����� � ��� ���� ���� �� � ��������� ������ �� � ����������

��� ����� ��� ������! ���������� ����� �������� ����� "#$%� �������� ���

��������� �������� ��� � ���� ��� ���������� � �� �������� � ������

���� ��� ����������� � � � ������ ������� � � �&���� �� � � ������

����� � � � ��� ����������� �� �� �� ���������

� ������� ������ � � ����� �������� ���� �� ������ � � '��� �������

�� ���� �� � ����������� ������� �� � � ��� ������������ (��� � �

����������� �� � ������ ��� �� ��� �� ��� � ����� ������ � ��� �������

�� ���������� ���������� � � ����� ������ ����������� ������� �� �� ��

�������� � � ������ '��� ������

3.2 Integration of a Raman Setup into a

Parallel-Plate PECVD Reactor

) � �� ������ � � ��������� �� � ������ '��� ����� ��� � "#$%� �������

�� � � ������� ��� ���� �� ����� � � ��� � ��� � � ��������� � ����� ���

���������� *�� ��� �� �������� � � ��������� '��� ������� �� �� ������

� � ����� ��������� ���� � � "#$%� ������ ��� ����������

3.2.1 Optical Path of the In-situ Setup

� � �������� �� '��� ������������ �������� � � ���������� �� � � ��������

������ �� � ����� �� � � ��������� �� � � ��������� ��� �� � �� �� �� ��������

� ��� ������������ +� ����������� � ����� ,�-. �� �� �������� �� ���������

� � ������ ���� � ����� ���� �� ������� � � ��������� ��� � ������������ ��

� � �������� � � �������� �� � �� ���������� /� �� �� �������� �� �� ���

������������� �����/ �� � �� ���� ������ �� � � ����������� ��������� ��� � �� ����

�� � � ������� ���������

) ��� �� ���������� � � ���������� �� � � ������ ����� ����� �� � �

,0

��������

�� �

����� ��

��

���� ������� ����

������

� �� ���

���������

�������

��������

��������� ���������������

� ����

���

���������� ��

��

�����������

��

del

��� ��������� � ��� ����� ���� ���������� ����� �����

����� ���� ��� � �� ��� ��� ���� �μ � �������� ���������

������ ����� � < � �

����� ��� ����� ������ ������ ���� �������� ��� ��������� �� ��� ����� �������

��� ��� �� ���� �������������

���� ����!�� ���� �� ��� !����!���� �� ��� �!������� ��"��� ���� !��#"������� $

���!� �� ����� �� %�"��� ��$ ��� !����� ��� ��� �� ���� &���� �'�������� ���

�� ��(���� ��������

)� ��� ��� ���� ���� ����� !�� �� �������� ���� !����!�� ��� ��!� ����

��� �� ���� &���� ����� ���� �� ����"����� �� �� �'�����" *+�,- !������ ��

.�!�� ����!� ����������� �� ��� �(������� ���!�� )� ��� ����� ���� ���� ��� ����

�����"� �� ������ �� ��� ���!����� �����!� ��� ������������ ��� !����!����� ��!�

��� !������!��(� �/��� ��� ��� ���������!� �� ��� ������ �� �������� ��� ����

��!0�!�������" !��#"������� ����� ��1���� ���� �������(� ����#!������ �� ���

*+�,- ���!��� �� ���!� ���� ���� ��� ����!�� ���� �����"� ����� �� �����!�

����� !�����'�

��� ������!0 �� ��� ����!��� !��#"������� �� ���� ���� �� ��� ������!����

�!������� ��"�� �� !����!���� ��� ��������� �� ���� ��"�� �� ����!�� ��� ����"� ��

������ &���� ������������ �� ��!�����" ��� ���!� #����� ���� ��� ����!�� �����

��� ����� ����� �� %�"��� �� �� ���� ���� .�'���� ���� ��"���� �� ��� ���!

����� ������!�� ��� ���� ������ ��� �� �� ��2����� (����!���� ����� � !���"� ��

del �� 0��� ��� ��!�� �� ��� ����� ���� �� ��� ����������

3 4�5 �� 6����� 738 ����� ����� ����� ���� � (��� ������ ���� ����� �� ����

���� � � �� ���� ��� ��� &���� �'���������� ��� ���!�#!������ �� ��� �����

��� ���������� �� ����� ��� 3 ����� ���� � ������� ��(����"�� ����� ��(� ���

��(����"� �� � ������� ����������� ������ 9������������ ������ ���� ��� ��1�����

���������� ��0� ������ ����� ��� ���� ����� !���� ��� �� ���� �(������� �� ����

3.2.2 Optimizing the Optical Components

�� ������� &���� ������������ �����" *+�,- ��� ����!�� !��������� ��(�

�� �� ���������� -�� �� � ������� �������� ���������� �� ��� ���"� �� ���� ���

��!���� ��� �'��!��� &���� ��"��� �� ������ ���� ��!� ��� ��� ������� !����

5:

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

����� ���� ��� ��� ������ �� ���� ��� � ������ ������ � �� ��� ����

���� ����������� �� �������� �� �� ��� ��� ��� ����� � ��� ��� � �� ����

��� �������� �� ��� ��� ! � ��� ��� � �� ������"��� �� ���� �� #����

��� ���� �� ����"�� �� � ���� ��� ��� ���� �� �� ������ ���� ��� $������

��� ������� � ��� ���� ���� �%��� ��� ��� �� ���� � �� ���&������ ��� �

��� ����� � ��� ���� ��� ��� ����� �������� ��������� ��� �� ��� ��

�� ��� $���� ������ ��� ��� �� ������� �� �������� �� �� �� ��� ������

"�� �� ��������

!�� � ��� ��� ��� � ��� ������ ����� �������� ��� ����� � �������

����� ������� ���� ������� ��� �� � �� �������� ' ������ �� ���������

� ��� ����� ������ ����� ��� ��� � ��� ���� ���� �� ���� ���� � �����

������� (���� � ������ ���� �� �� ����� ���� ��� ������� �����������

������ ������� �� ��� ��������

�� ���� �� #���� ��� ��� �� �� ������ �� #���� ��) ��� ���� ����� ��

���� ��� ���� � �� �� ������ !�� � ���� ����� ��� ��� �� � ����� � �����

���� � ��� � ��� � ������ ������� �� ������� ���� � ��������� ����� ������

� ��� ���� �� ��� ��� ������ ������ '��� ����� � � ��� ��� � ��� ���� � �

��� ���� ����� � �������� ��������� ���� � ����������� �����"���� �

��� ��� �� ��������

3.2.3 Reducing the Plasma Contribution

���� �� ��� ����� � � ����� � ��� ��� �* ��� ������ ��� ����� ��

� ���� �� ����� ������� #���� ��+ ���� ��� ������ ������� �� ��� ��� �

��� ���� ������� � $���� ��� �� �� ���� ,�+ �� ���� �������� -� ���

� ��� ���� ��� ������� $���� ����� ����� ��� �������� � � ������� μ �

��./ ������� ����� -� ������� � � ������� �� ����� ��� ��� ����� ��

������������� �� ��� ��� ���� ��� � ����� ������ ����� ���� ��� �� ������ ���

��� �� ������� $���� ���������� ��� $���� ������ ��� � �� ���� ����� �

�� �������� �� ��� ������ ���������

0� ��� ������ ���� �� #���� ��� ��� ���� ������� �� �� ��� � � �

��� ������ �� ����� ��� ���� ' ������ ��� ����� ��� � ��� ������ �� ��

���� ��� ������ ������� ��� � �� ������ ����� ��� $���� ��� ��� �� ��

���� ��� ��� �� � ���� ���� �� ��� ������� ������� ���� ��������� ��

�1

��� ��������� � ��� ����� ���� ���������� ����� �����

����� ��� �������� �� �� � ���� �� � ���� ����

0

100

200

300

400

516 518 520 544 546 548

Raman

inte

nsity

I [c

ount

s/s]

wavelength � [nm]

Plasma

-600 -550 -500 -450 450 500 550 6000

20

40

60

80

Raman shift [cm-1]

inte

nsity

I [c

ount

s/s]

������ �� ��� ��� �� � �������� ��� �� �� ��� ������� ������ ���� � ���������

��� ��� ����� ���� �������� ���� �� ��� ��� ����� ��� ������� ��

� ���������� �� �� �� ���� ����� ��� ��� �� ������������ �� ����

����������

3.2.4 Maximizing the Signal-to-Noise Ratio

��������� ����� ��� ����� �!������� �� �������� ��� �������� �������

������ ��� ���� ���� "���� ���� �� �� ����� ��� ������� �� �������� �����

����� ���� �� ����� ��� ���������� �� ���� �� ��� ��� �� ���������� #���� ����

�� �� ����� ���� �� � ������� ��� ���������� � ��� �����$����� �� ������ ����

%�� &'�() ��� �� �� ����� � ��� �� �� ����� ��� %�� �� ���� ���� ������� ���

��� � � *� ��� ��� � � ���� ������ ��� �� �� ����� �� ��� ��� � � ����������

���� ��� ��������� ��� ����� �� ����� ����� �� ��� �� ��� ��� � �������� ����

���������� �� �������� ��� ������ �� ������ ���� ����� �� ��� %��� +�� �,���

� ������ �� ������ �� #������ ���� +�� ��� ��� �� ��� �� �� ��������� � �����$��

���� � ������� ������� ��� �� �� ��� ��� ����������� �� ������ +� ���������

���� ����� ���� ����� ��� ����������� ���� ��� ����� � ����������� ��� �� ��

�-

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

CCD integration

plasmabackgroundRaman+plasma

on

off

off

on

closed

laser pulses

time t

spectrometer slit

open

tcool

������ ��� ���� ������ �� ��� ������� ���� ������� �� ��� ������������� ���

����� ����� ��� ��� ��� ����������� ���� ������ � ������������ �

������ ���������� �������� ���� ��� ���� � ������ ���� �� ���

!���� �������� �� �������� ������ ��� ����� ���� �� ����� ������"

������� ������ ������������ �� ��� ������ �� �� ���������� ���� �����

��� ������ ��� ������������ ������ � ����� ������ �� �� �� �����

���� ������� ������ �� � ���� tcool�

������ ��� � �������#�� ���� � ������ ������� �� ����� �� ��� ������������� $���

���� ���%�������� �� ������ ���������� ��������� �� �������� ������ ��� ����

�� ����� ��� ������ �� ��� ����������� � ��� ������ ��� �� ��� ������ �������

������ ����������� ����� �� ��� ��� ������ ��� ������������ �� ��� ����"���"�����

�� ������� ������� ���� �������� �� ������������ �� ������ �������

&��� �� ��� �������� ��� ������ ���� � ���'���� �� �� �� ����� ()) *#�

+���� �,�� ������� ��� - ����� ����� ���'������� �� �� -)) *# ��� ��������� ��

����� �� ��� ������ �� ��.����� � ��������� �� �������� �� ��� ������� ������ &

������������� �������� ��� ���'���� �� ��� ������� ��� ����� ��� ������� ����

/tcool0 ������� ��� ������ ��� ����� �� ���������� ������������ � �� �����

������ �� ���� � ����������� �� ����� �� ������ ����

�1

��������������

���������

����������� ����� �

�������

������

�������� ��

3.3 Integration of a Raman Setup into a

Showerhead Electrode

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

��� ������ ��� ����� ������� � ��� ����� � ��� ����� � ����� � �� ��

�� ��� ��� ��� ������� ��� ������ � �� ������� � ��� ��� ����� ����

� �� � ��� ��� ������ ��� ��� ������� � � � � ��������

3.4 Electrical Shielding of the Feed Through

� ���� ��� ��� ��������� �� � �� ������� ������ �� ���� � ����� �� ��� � ���

���� ����� ������ �� �� � ������� � ����� ���� ��� � � ������ � ��� ����

����� �� ��� ���� � ��� ����� � ��� ���� ��� ��� � ����� �� ��� �� � �����

��� �� � � ��� �� � ������� !�������� ������ � ������ ��� � ��� � ��� ����

��� ��� ��� ��"�� ��� #$%&�

3.4.1 Plasmas Inside a Cavity

���� �� ����� ��� � ������� 'dop( �� "� � ������ �)� � ��������� ��

� *!+,- ������ �� ��� ����� � ������� � ����� �� � ������� � ���

������ ��� ����� ��� ��� ���� ����� .������� ������� ��� � ��� �� ��

���� ���� ��� � �"��� ��� �� ������� ������ ��� � � � �� �� �� � �� � �

������� ������ �� ��� � ��� ��������� ��� ������ /������� ��� ������� �

��� ���� � � ��� � ������� ���� � ��� /�� ������ ����� � ���� ������

���� � �0����� ��� �� ������ � � ������ � ��� ����� ������ λdb1

�� ���� ��� � .��� � 2�2�2 ��� ���� � ��� ������ ������ � � ��� ����

� � ��� λdb� 3���� 4�5 �� �� � ������ ���� � ��"�� ��� � ������� dop� ��

� ����������� ��� ��"�� � ����� ��� ��� ������ ���6 � � ���6���� dpl ��� ���

������ ������� � � ���6���� dsh� �� ��� ������� � ��� ��"�� � ������� ����

���� dsh � � � � � ����� � � � ������ � ���� ���� ��� ������ ������� � ���

����� "�� �� ���� �������� /�� �� ���������� ���������� ��������� λdb

��� ��� ������ � ����������� Te ��� ��� ������ � ������ ne� �� ��������� #$$& ���

������ � ����������� � � ����� ���� ��� ������� ��� ��������� �� "� 2 ����

� � ��� � �� � ����� ��7 �,� 8 ��"��� ��� "���� � ��������� � � "��� ���

���9����� ����� � ��� %� :8)� .��� Te � ������� � �������� ��� �������

�� ���9����� #$7� $;& ��7 �, � � ������� �� � � ��� ��� � � Te � � �4�5% :8)

*������ ��������� �� ��� ��"� �������� ���� � � ne �� �4�5% :8) #7�&� /���

4<

��� ������

����������

�� ���������

���

dsh dpl

0.7 × 108 cm−3

dinh

μ

dinh ∼ 0.8 mm

3.4.2 Solar Cells in Different Growth Regimes

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10

450

480

510

540

570

600

18 Torr6 Torr

open

circ

uit v

olta

ge V

oc [m

V]

silane concentration SC [%]

8

10

12

14

16

18

20

shor

t circ

uit c

urre

nt d

ensi

ty I sc

[mA

/cm

2 ]

0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60420

440

460

480

500

520

open

circ

uit v

olta

ge V

oc [m

V]

silane concentration SC [%]

17.0

17.5

18.0

18.5

shor

t circ

uit c

urre

nt d

ensi

ty I sc

[mA

/cm

2 ]

������ �� �� ���������� ������� ������� ��� ����������� � ����� � � � ��� �����

��� ����� �� ��������� � � �� ��� �� � �� ���� ���� �� ������

� ��������� ���

���������� ����� ���� ������� �� ��� ������������

���� [W/cm2] ���

��� ��� � ���

�� �� �� � ��!

�� ��� ��� � ��

��"�� ��# $�� ���� � ��������% � ��� ������� ��� ������ � ��������� � ���� �

��� ��� � ��� ����� �� � �� ��� ���� � &'�

������ �� �� �� �� ���������� ������� ������� ��� ����������� � ����� � � �

��� ����� �� ��� ���� � ��������� � � �� ��� �� � �� �� � ������ � � ��� ������

� ��������� �� (� ���)�) � ���� �)���� �� � ��� � � �����)������ ������ � ��

�������� ��� ���� �� �����"���� � �� ���)�) �� ����������� � ��)� ������ � *#�+�

� "���� �� ��� ����� � � ����� &� �� ���� �������� ����)� ��� ����� � ���

��� ��,����� * �+� ��� ����� � ��� ��� ���� �)� ����� �� ���� ����)�����

���� �� ��� ��-����� ����)�� ��� ��))���.�� �� ��"�� ��#� ��� ���)�.�� �������

��� ������ "������ ���� ����� ��� ���� � � ����� �� ���� �� ��� �� �/�)���� � �

��� ������� ����� � ��� ) ��������� ������ "� ��� ������ ���� ��� ����

��� �������� � ����� �� � � ���� � ���

3.4.3 Homogeneity without Electrical Shields

�� ����� �� �� �� �� �� �� ������� ������ � ���� ����� � ���� ��

��� �������� � �� �� ������ ���� �� ���� ������ �� ������ ��

������ � � ���� ������ ���� �� � ��� ������ � ������� �� ��

��� ������� �� �� ����� ��� ����� �� ���� �� � ��� ���� �� ����

��� �� � ��� ������ � ������� �� �� �� ��� �� �� ������� �� ��

� !��� dmax ������ �� ��"������� � ����� ��� ������� �� #$ %& ��

%' ����� ���� ��� ����� �� � �� ������� �� �� � �� � � ��� � �� � �

������ �� �� �� ������� ��� ������� �� # ���� �� %& ����� ��� ������

�� %' ���� �� �� �� �� �� ����� �� �� �������� �� �� ��� ������� �

����� � �� �����

�� ���� �� ��� ��� �������� ��� � ��� � �� �� ������� ���"

��� � ��� ������ � �� �� � ��� ������ � ������� �� IRSC (�� � � �

� ���� !"���( ����� � ���� ��� � � �� ��� ���� �� �)��� �� ��

����� ��� ����� �� ���� �� �� � ������ �� �� ������� � �� ������

���� � � ������ �� ����� ��� ����� �� ���� � ��� � � �� � ������

�� �� ������� *� �� ���� �� �� ��������� �� + � � ����� ��� �

� ����� �������� �������� ��� ��� �� ��� ������� ������ �� # �����

�� �� �� �� �� �� ������� �� �� IRSC �� �� � ��� ������ � %& ���� ��

%' ���� � �� ���� �� ��� � ������� �� �� ��� �� IRSC ��� ��� �����

� ��� �� �� �"������ � �� �� �� ���!��� �� �� ������ �� ���� �

��� �� � � , -- ���

* ������ !�� � ��� ��� ��� �� ��� ������� ������ �� �� ��"

������� � ����� ��� �� �� �� �� ����� ��� ����� � � �� � ��� �� ��

����� �� � ��� �� ��� ��� �� � �� �� �� � ������ � ����� � ���

*����� )�� �� � ����� �� � ��� � �� ��� � �� �� ����� � ��� � �� ��

���� .�� ������ � ���� ��/ � ����� � ������� �� � �� �� ���� �� ��

��� � �� �� �� �� �� ������� ����� � � �� � �� ����� �� �� ����� �

���� ��� ����� ����� � � ��� �� ���� �� �������� SiH4 �������� ��

��� �� � � �� � �� �� � �� �� � ��� ������ �������� ����� ��� !"

�� � �� � �� �� �� �� �� ��"������� � ��� ��������� ��� ��� �������

��������

��

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

-8

-4

0

4

8

y po

sitio

n [m

m]

difference to IRS

C hole [%]

18 Torr10 Torr

6 Torr

21221314050

-8 -4 0 4 8

-8

-4

0

4

8

differenceto dmax [%]

21221314050

-8 -4 0 4 8

x position [mm]-8 -4 0 4 8

b)

a)

������ �� �� �� �� ��� ��� ����������� �������� �� ��� ���� ������� � ������

��� ���������� ��������� ������� ������ �������� ��� ������� �� ���

��������� ���� ���

� ���� ���� �� ��� �� ����� ���� ���� �� ���� ��������� � � �����

��������� ���� ��� ���� ���� �������� ��� ���� ��������

!���������� �� ��� �"����� �� ����� ����� ����� ������ �� ����� ��

�� � �� ����� �������� �������� ��� ���� �������� #�� �������� ��

��$� �� ��� ������������ �� ����� ��� !� ��� ������ ������

�%

��� �������� � ����� �� � � ���� � ���

������

�����

������

������ �� �� ������ ������� �� � � ���� ���� ���� �� � ���� � � ������� �����

� ���� �

3.4.4 Shielding the Feed Through with Metallic Grids

�� ��������� � � �� ������������ �� � � ��������� ���� � � ������������ �� � �

������ ���������� �� � � ���������� ��������� ������� ��� �� �� ������ ���

� �� �� ����� �� �� �������� � � ���� � ���� ��� �������� ������ !� � � ��������

"dgrid# ������� � � ���������� ���� ����� �� � ��� ����� �� �� ��� �������� ��� �

������ �� ������ ������� � � ����� �� ��������� ����� "������ ���#� �� ���������

� ������� ����������� �� � � ����� ����� ����������� �� � � ����� ������ dgrid

� ���� �� �� ����� �� �������� �� ������� � � ������� �� � � ���� � ���� �� �������

����� ����� �� � �� ��$�������� �������� ��� � � ������ ��� � �� ������������

�� � � � ���� � �� �� ��������� �� ������ �� %���� ������ ������������

�� ����� � � �&��� �� dgrid �� � � ����� ���������� ����� ��� � dgrid �� '�

��( )�� �� ��� ��� �� ������������� �� *( � ��� )' ����� �� )' �� ��������

�� � � ������� �� � � ��������� ����� ���� ������������� ������ �� � ��� ��

�+����� �� � � ���� ����� ,� ���� �� � � ������ � � ���� �� � � ����������

���� ����� �� '�) ��� -���� � � ���� ������� �� ��������������� �������� ��

���������� ����� ��� � � ������ ���� ��� �� � ����� �� �������� !� ������ ��. �#

� � �� ���������� �� ��� � ��/���� �� ��&����� ���������� ��������� �� � ��� ���

�.

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

� �������� �� ���� � ������ ��� ������� �� ��� ������� ��������� ����� �

���� ���� �������� ����� �� ��� ��� ������ �� ��� ��� �� ������� �� � ��

�� � �� ���� ������ �� ����� ���� �� ��� ��� ������ ����� ��� ������

�� ��� ��� ������ �� ����� ���!�� ���� ��� �� �� ������ !�� ��� ��������

�� ��� ��������� � ������ �� ������ ��� �� �� ��� " �� ����� �� �����

���� ����� ��� �����!�� ����� ��� ��#� ������� ������� � �������� ����� �

��� ���� ��# ��$����� �� ��� ��� ������ �� ��� ����������# !��������

����� ��� !% ����� �������� �� ��� � ������ �� ��� IRSC & ������� ��'

����& ��� ���� ������ �������� �� ��� ��� ������� ( ������� �� ��� ������

�!����� ������� � ����� �� ���� ���� ��� � ���� �� ��� �#�������� �����

������� �������� �� ��� ��� ������ �� �������# ������� ���� ������ �� ���

��� �� ��� ��#�� (��� ��� �������� �� ��� � ������ �� ���� ���� ��������

�� ��� ��#� ������� �� � ��� (� ����� �� ��� ���'������ �� �!�� � ��

��� )���� �������� �� ��� ��#� ������� �� � ���

�� ����� �� � ��� ����������# �� ��� �#�������� ����� �������& ������

��'���� �� ��� ��������� �� ���� ������� �� � �� �� " �� �� �������

)������ �!����� ��� ���� ������� �� � �� �� ��� ����� �� ��� ���� �����

�� ��*����� ����������# �� �!����� �� ���� ��������� ����� ���� ��� �����

���� �� ����� �� � �% ��� � ���� � ������ �� IRSC ��� ���� �������� �� ���

���� �� ������ �� � ��������� ������ �� � �� ��� ������ �� ��� ��� ������

�� IRSC ����� �� ���� ��� ������� �� � �� ���� + ����� �� ������� ������

�� ��� � ���� �������� ��� ����������# �� ��� ��#�� ������� �� � �� ��

" �� �� ������� ,�� ���� ���� ����� �� ������� �� ��� �����# �� ����� ��

������� ������

�� ����� �� � !% ��� ����� � ������ �� ��� ������� �� dmax �� ������ (

������� �� ��� ������������# �� �!�� � �� � ��������� ������ �� � ���

�� ��� " �� ����� ����� �� ������ �� ��� ����������# �� ��������� �� ���!��

���� ��������� ���!� �� �� ������

�� � �� ���� � ����� ��� ����������# �� ��� ��� ��������� �� ���� �� ����

�� IRSC �� ��������# ���� � �� ��������� ������� �� � �� �� " ���

)���� ������ ������ ���� �� ������� ���� �� ���� ���� ��� ��������# ��

��� ������� ����� �� ���� !# �����# - . ���� ������ �� �� ��������

��� ������� ( ����� ������� �� ��� ���� �����# �� ������� �� ����� �� ����

���� ������ �� ��� ����������# �� � ������������ ������ �� ��� ��������# ��

/�

��� �������� � ����� �� � � ���� � ���

-8

-4

0

4

8

b)

a)

y po

sitio

n [m

m]

differenceto IC

RS hole

[%]

18 Torr10 Torr

6 Torr

2712172227

-8 -4 0 4 8

-8

-4

0

4

8

differenceto dmax [%]

-8 -4 0 4 8

x position [mm]-8 -4 0 4 8

257101215

������ �� �� �� �� ��� ��� ����������� �������� ��� ���� ������� � ��������

���������� ���������� ��� ������� �� ��� ��������� ���� �� �� �������

�� ��� ���� ���� ���� � ���� ������

! "��� ���� �� ��� �� ����� ����#���� �� ���� ��������� � � �����

��������� ���� ��� ����#���� �������� ��� ���� ��������

�! "�������� �� ��� �$%���� �� ����� ����� ����� ������ �� ����� ��

�� � �� ����� �������� �������� �� ��� ���� �������� ��� ��������

�� ��&� �� ��� ���� ������� �� ����� ��� �� ��� ������ ������

'�

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

0 2 4 6 8 100

4

8

12

16

20

18 Torr

aver

age

devi

atio

n of

IRS

C [%

]

number of grid lines

10 Torr

0 2 4 6 8 100

2

4

6

8

10

12

stan

dard

dev

iatio

n of

diff

eren

ce to

dm

ax [%

]

18 Torr

10 Torr

a) b)

������ ��� � ������� ��������� �� ��� ����������� ������ �������� �� ��� IRSC

�������� �� ��� ���� ������� ��� ���������� ��������� �� ��� �

�����

� �������� ��������� �� ��� �� ������ �� !�� ����"���� �� ��� ����"#

���� �������� �� ��� ����#������� ��� ���������� ��������� �� ���

� �����

��� $���� �������� %���� ��� ���� ���� &�� �������� ��� ��#���� ������������

���� ��� ��������� �� ���������� ��������� �� ���� ��� ������

3.5 Laser Induced Heating

��� ���������� �� ��������� �� � ����� �� ��&�� ����������� �� �� �������� ��

������������ '��� ���������� ��#���� $���� ������������ ���� ����� ����

������� ���� ��� �� �� ��"�� �� ������(� ��� ����������� �������� ��� �� ���

����� ������ ���� �� ��� �� ��� ���� ���� ��� ����������� �� "��&� �� �� ��

��������� ������� ���������� � ��������� �� ��� ����������� �������� ��� �

��)���(����� �� ��� ������� $���� ������ ��� ��*��������� ���� ��� ��������

�)������� ���� ����� �� ��� !��� ������� �� �������� �� ��� $���� ������ ���

���� ���� �� �������� �������� ���&��� �� ���������� ��� ������ �� ������� ����

�� ���������� ��� ������� +� ��� ��(� �� ��� ����� ���� �� "��� �������� ��� ������

��� ���� ���� ��������� �� ���� ����� %���� ��� ����������� �������� �� ��� �����

�� ���������� �� ������� � �������� ���&��� &�� �� ���������� ���� ������� �� ��

,-

��� ����� �� �� ������

������ ��� ��� ��� �� ��� � �� �� ������� ��� ������ ������� � ��������

�� ������� ��� ������� ��� �� � �� ��� �� �������� ������� � �� ��� ��� ���

���� ��� ������� ��� ��� ��� �������� ������ �� ���� ���� �� �� ����������

3.5.1 Experimental Minimization of the Laser InducedTemperature Increase

�� �� ������ ������ ��� ��� �� �������� ������� ΔT �� �� �� ���� � �� �

������ ��� ���� �� �� ������ ���������� �� ��� ������ ���� ���� �����

!�� ������ �� �� ����� ��� �� ���� �� �"����� �� � �� ΔT �� � #���

Tcrys ���� ���#��� ��� ������� ������������� ����� ��� �� �������� � ������

����� ��� ������$ �������� ��� ��������� ��������� � � ������� ���%& ����

ΔT �� �� �� ��� ���� �� �� ������ ������ ����

&���� Tcrys � ����� ���� �� � '�� ��� ����� � ��� ����� � �� � ��� �� �

�������� �������� (� ������� �� ������ ���� ���� ���� ��� ��� ���� ΔT �

��� ��� ���� ��� ����� ���� Tcrys ��� ��)����� � ��� �� �� ����� ���

�� ��� ������� ' � ��� ����� ����� ��� ��� ������� �� �������� �������

��� ��� �� �� ����� �#����� �� �� �� �� ��� ��� ���� ��� �������� #��

� � ������� � � ������� ���� � ���*����� �� ��� ��� ���������� ��� ����

�������� ���� ��� ������ ���� ��� ��� �������� ����� ��� ����������

������ � �� � ��� ��� ���� ��� ��)����� � ��� ��� ������� � ��� �� ��

����� ��� ��� � ���� � ��� ������ ����� ��� �� ��� ���� ������$ ������

���� � �� ����� �� ����� ��� �������� ������ �� � ������� � ��� � ��

���� � ��� �*����� �� ��� �� �� ����� ���$ �� ������� +���

,��� ���������� ��� ��� ������ ���� ����%& ��� ���%& �� � ��������

���� �� -�� � ��������� ΔT �� �� ����� �� �� � ������ ' � ��� ���� �

��������#��� � ������������ ����� �� � ������ ������� ���� � � ������

��� ����������� ����� ����� � .�� ��� ������ �� �������� ���� �. �����

���� ���� � ����%& /01$ 0�2� &���� ��� ������ ��������� ���"����� � ����%& ��

���� �� � ������ ΔT ��� �� ��� ���� ��������� � ��� ������� ����� ���

����� ��� �������� �� ��� ������ ���� ������� ��� ����� #���� ������

���� �� ��� �� ��������� &���� ��� ΔT ���� ������ ������������ ��������

�� ����� � �� ���� �� ��� ��#���� �� �������� ������ ���%& ��������� ��

� �������� ���� � ��� ������ � ������� �� ������ ��� ������������ � �

+�

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

400 425 450 475 500 525 5500

200

400

600

800

425 450 475 500 525 550 425 450 475 500 525 550

inte

nsity

I [c

ount

s/40

s]

Raman shift [cm-1]

0.71 W0.50 W

20 s 100 s 400 s

0.35 W

������ �� �� �� ������� �� ��������� � ������� �� � �������� ���� ��������

����� ������� ��� ������� ���� �������� ����� �� �� �� � ��� �� �

�� ������ ���� ��������

������

�������� �� � �� �� ����� �� � ��� ��������� �� �������� ���

����� �� ��� ����� !�� ���� ������ ���� �������� ������� ��������� ���� ��������

��� ������� ������� �� ������ ��

I = I0 × 10−OD "��#

����� I0 �� ��� ������� ��������� �� ��� ������ ���� ���� ���� � ����� ���� ��

������� ������� �� ��� ������� ��� ��������� �� ��� �������� ����� !� $� %� &���'

������ �� ����������� ��� ��������� � ���� ����� ���� �(����� ��� !�� ���������

)�� �� ��������� ������ ������ !� ��� ������� �� ������� ���� �� ����� ��� �����

����� ������� ��� �� ��� ��� ����� �� ��� �� �� ������� �� ����� �� ��� �����

������� & ����� �� ��� * ������� �� +) ����� ��� ����� ���� �� ��� �� ���

���� ��� ���� �� �� ������� ����� ����� ���� ���� ���� �� ��� ,� % �� ���

����� ����� �� ���� !� ��-������ ��� �!�������� �� ��� ��� ������� ��� �� ����

�� ����� ��� ��-����� �� ��� ����� ����� �� ��� �� �� �������� �� ��

������ ���� �� � μ ����. � ������� ������� ����� ���� ������� ���� & �����

������ �� /$ μ� ��� ��� !� ��0������ ��� ����� �� ��� ������� ������ ��� �������

��� �������� ���� � ���1����� �� 2$ 34 ������� �� � ���� ����� �� ������� � %�

&� ����5����� ������� �� ������� !� ���� ������� $ ������� ��� ��� ������� ���

������� ������ ��� ���� ����� ��� �� ���4�� �� ��!�� ���� 6� ������ �� ���

�� �� ������� �� ��������� � ������� ������ �������� ����� ������ ���� �������

��� ��� �� ��� �� � �� ����� ������ �� ���$� ��$ ��� ��, * ��� ������ ���

��� ����� �� �� ������

����� ����� ���� � ������� ����� ���� ���� � � ����

�μs� ��� ����

�� � � ���

�� ���� ���� ���

�� ��� ���� ���

�� ��� ���� ���

�� � ���� �� �� ����� ��� ������ ������� �� ��� � ��� ���� �� ������� ��� ����

��!��" ���� ���� ������ ��!�� ��� ��!�� �� ��� �� � �� ���� ��#

�� ����� !��� ���� �� ����� ��� ��$����� �� ��� ���� ��!�� �� ���

�� �������� �������� �� � � �

������ ��!��� �� �! ���� % �� ������ �� ��� &� �� ������� �� �����'��� (��

� ����� ���� ��!�� � ������������ �� ��� ������ ��� ����� �� �����'�� ��� � ��

��� ��������

��� ���� ���� ��� ������ �)����� �� �������� !�� ��� �*������ ��� ����

��!��� �� �! ���� %� +'�� ����� � ��� �� � ��� ������� �� � ������� �� � ��#

����� ������������� ,���� ��� ���� ��� � �� ��� ���� ��������� �� �! ������ ��

� �! ��� �� � � �� ��� ��!� ���!��� �!� �� ��� ����� �����!��� ��� ������ �)�#

���� !�� � ��-� � ��� ����� �� � �� ��

(�� � ���� ��!�� �� ���� % ��� ���������� ������ ������ ��� ������ ���

�����'� �� ���� ������ �� ������ � ������ �)� ��� �� � �� .���� ��� ���� ��#

���� ��� �� ������� �������� �� ��� ������ ��� '� � � �������� �� �����'��� ���

��� � �� ��� �� ���� ���� ��� ������ � ���������� ��� � ������� ��� ���� ���

���� ��� ���� ���������� �� ��������� �� μ�#/��,�

�������� � �� ����� ����� � �� ��� ������ ���� (�� �� �� ������

�� ��� ����� �� ��� μ� �� �� �*������ ���� �� ������ ����� �� �������� �� �������

������ ��� �� ��� ��� ���� ���� ��� �*� � �� �������� �� ��� � � ��

������� �� ��� ����� �� ��� �� �� lp� �� � ��� �� ��� ������� �� !������ ��

�����!�� �� ��0��� lp� �������� �� �������� �� lp �� � ������� � ���� �� ��

�������� �� ��� ���� ��� �� ,���� ��� �� � �� ��� ���� �� ��� ��!� ���!��� �!�

�� ��� �� ��������

� ����� ��� ��$����� �� ��� �� �� ����� �� ��� � �� �������� &� ��

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

0 30 60 90 120 150 180

0

5

10

15

20

25

30 ��� �� ����

��� �� ����

� �� ����

crys

talli

ne v

olum

e fr

actio

n IR

SC

[%]

���� t ���

������ ��� �� �������� ������ �������� �� �� �������� ��������� �� �� ������

������ ����� ������������ ���� � ����� ����� �� ��� �� ��� ������ ��

��� ����� ������ �� ������ ���� � μ� ��� � μ� �� !� μ��

������������ ���� �� ������ ����� �� ��� � ��� ����� ������� �� �" � ���

!� μ� ���� ������� ���� ������ �� ����� ���� ��� ������ ������ ���� � μ�

� �� ������#����� ��$�� ������ ��� � lp �� � μ� ��� �� ������#����� ���� �� ���

���� %���� �&��� �� � ������ �� �� �������� �������� �� ��������� %���� �� ����

������ ������������ ���� � ������&����� �� � ����� �� �������� �������� �� �&������

�� ��� �������� ���� ����� ���� ���� ��� ������ �� ��� ������� ���� ���������

&������ ��� ������ ��� ����� � �����'� ���� ������ ���� �� ����������� �� ���

�� �� �� ��������#� ��� ��������� �� � �� �������� ������ ��� � lp �� !� μ� ���

�� ������#����� ���� �� ������� ���� ����� ������� �� �� ��������� ���� ���� ���

����� ����� ������ ��� ����� ����� ��� �� &� ����� ���� ��� � �� ��� ����� ������

������� ���� � μ� �� ����� � �� ������#����� �� �� ��������� �� ���

��������� �� � � ��������� �� � ���� ���� ��� �� �������� ���

��(���� �����&�� ����� ����� ������� ������� ���������� ��� ����������� ���

����� �� ���������� ���� � ������ ����� )�� �� ��� *�������� ���������� �� ���

���� �� � ���� �� ��� ������" ����� ���������� �� ����� ������ ��� �������� &

+

�����

��

�����

���� �

���

ldiff

ldiff =0.6 · λn · sinφ

n n

φ

ldiff μm

26× 26 μm2

Aelip

Acirc

Aelip

Acirc

=0.65mm · 35μm · π

(35μm)2 · π = 37.

μ

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

��������� ����� ��� ���� ������ �� � � ������ ���� �� ��� � ��� μs ����

� �� ��� ����� ��� ������� ��� �� �� ��� ����� ���� � ������ �� ���� � ���

������ ��� ���� ���� ���� �� ���� !� � ����� � � � � ���� �� ��� !��� ��

�������� �� �� ������ ���� ��� ������ �� ������ ��� ������ !� ��� μ� � � �����

���� � ���� ������ �� � � � ���� ������ "� �� ���� ����� �� ������� ���

��� ���� ������ �� � � ����� � ��� ������ ���� � � ��� ���� �� ��� �� � �������

� ��� μs � ������#� ��� �������� $��� ��� ���

������� �� � � ��������� ������ %�� ����� ���������� ���� ���� ��&

����� �� � ���� ����� ���� � �� ���#��� � ��� ����� � ���� ����������

� ������ �� �'��� � ��� �� � �� ������� (� �� � ���� �� ��� � ����� ��� μ�

� � ���� �� � ��� !��� !� � ���� ������ �� � � ���������� � ������ ���� �� ����

!��� ��� ���������#��� ���������� �� �������� �� � ����� ��� ���� � � ��

�� �� ��� ����� � � ��� ���� � ��� �� � ��������� � ���� !� ���� ����) ��

��� � !� ���� ��� ���� ��� ����� ����� �� �����!�� !� ��� $��� ������&

�� ��� %�� ������ !��� �� � ����� � *�� � � ��� � ������ ���� ��� ��������� �

��� ������ � � ���� � ��� �� � � +� ��� !� ��� $��� �������� ���

3.5.2 Finite Element Simulations of the Laser InducedTemperature Increase

������� ��� ������� ��������� ���� �� � ��������� % ��� �

!����� ������ �� � � ��� ��� ��� ������� � ���� �� ���������� � � ��� �����

����� � � ��� ����� � ������� �� � ��� ������� ,�����, ��� �������� !����

���� � ���� � � -��!���&(��� �!����� � %�� ������� � ������� ���

�!����� � ����� ����� � ��� ��� ����� �� � ���� � ��� ����� ������!��

!� "��� ./�0� %�� ��1 � "��� �� ����� ��� ����� �!���� � ��� &��� �����

�� ���� ��!������ � "� �� ��� ����������� � � ���� �� ������ ��� ���

������� 2 ��� ���������� ������ � $��� ���������� ��� ������� �� ���

������ �� �� ����� � � � � ������ � ����� � � �� � � !� � ��������

��� ������!� � ��� ����� � � � ���� !� ����� ����� � ������ � ���������

�� ��� ������� �� ������ �����3lth4� %��� ��������� �� ��������� ��� ���

������� ���� �������� �� �� � ��� � ������� 3cP4) ��� ���� � ���� ��� 3λth4

*/

��� ����� �� �� ������

����������

��� �

��������������

���

�������������� �� �����������

����

������������������

� �� �

�� �� �

�������

������ ��� � ������ ������� �� ��� ��������� ����� ��� � ��������� �� ������

�� � ����� �� �� ��� �������� �� ��� ����� !���� ���� ���� �� ���

����������� ���� ��� �� "� ���������� #�� ��������� ������"����� ��

��� ����� ����� �� ���� �����

��� ��� ������� $ρ% �� � ��������

lth = 2 ·√

λth · tρ · cP $��%

����� t �� ��� �������� �� ��� !����� ������ �� � ������ ���� ����� ��� �����

��� � ���� �� �������� ΔT ����� "� � ����� !����� #�� &�� '(��� ��� ���

����� ��"������ ���� ������� �� "� �����!����� ��� ��� ��������� ��)������� ��

*�+ ��� #�� ��,� ���� �� ����� �� ���� ��� �� ����� ���� ��� ������ ��� ��� �����

!���� ����� ��� �"���!���� �� ��� ����� ����� �� ������� �� ������ -��"����.���/�

��� � ������ �� 01������ +�2 ���� � ������� ��3 ���� �� �"���!����� #�� �"�

���!���� ��3 ���� �� �(!� ��� �� �� ����� �"�)� ��� ��������4����� ���!�������

��� �� � ���� �� �"���!���� �� ��� ���������� !����� #��� �5� � �� ��� ���������

�� ��� ������������ #�� ��� ����� �� ��� ����!���� ���� �� ����� ��� ����� ��

"� μ�6 ���� �� ��� #7' �*8 �� ��� ���� �� ��� ����� ��"������ �� ��� #�

� ���� ��� ��� ��� !���� � ������� �� ��� ������ ��� ��� �(!������ �� ��� "���

"� ��� ���� 9���� ��� �������� �� ��� �� ���� �!�� �� ��� ���!�� ��� ����� ��

88 � #� ���� � ��� �� ������� ���� ��� ���������� ��� !�������� �� � +

:

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

��������� � � � ���� � �� �� ��� �� �� ���������� ��� �� �� ��� � ���

�� ��� �� ��������� �� ������� ����������� �� �� ��� � �� ������ ������

� ����������� ������� �� �� ��� �� �� ����� ��� �� ������� ���

�� �� ������ �� �� ��� �� � ���� �� �� ��������� � ��� �� ��������� ��

�� ���������� ��� � �� ������� �� �� ����������� ��� � �� � ������� � ��� ����

���� �� ���������� �� �� ��� � � ��� ������ �� ��� ��������� ��� �� �� �����

��� �� ��������� �� �� � ��� �� ������� ����� ��� �� �� ��� �� �� �����

�� ��� ��������� �� � ����� ���� �� � ������� �� �������� �����������

������ � ���� ����� ������ �� ������������ ����� �������

� ������� ����������� � �������� �� �� ������ �� �� ��� �� !���� ��

����� ���"��� �� �� ����� ����� ��� ������� �� ����� ��� ������� ���"

��������� � ����� �� �� ����� ��� ��#�� ��� �� �� ����� � � ���� ���� $%&

μm/1.3mm'� !���� �� ����� ��� ��� ��� � �� �� ������ � � ���� � ��� ����

�� ���� ����� ���� �� �� ����� ����� �� ��#�� ��� � � ������ �����������

���� lth � ����� () μ� ��� ������� ������ �� ��� � ����� �� ��& μ � �

���� ��� ��� �� �� ������������� ��� ���� ����� ��� ��� ����� �� � ��� ��

������ *�(+ �� �� ����� ���� �� ��� ������ �� ��� � ���� ������ �� ���

��� �� �� �������� ���� �� �� � ����������

� ������ ������������ ��� �� ��� ����������� �� ,��� ����� ��� ����"

��� ������ ��� ����������� ���������� � �-��� �� ��������� ��� �� ��

��������� ��������� �� .�������� /0+1 0%1 0*2� � ����������� �� �� ���3 ���

�� �� �� ����� �� ��� ��� ���� �� +&& 4� � � �� � �� ������� �����������

�� ��� �� ����� ���3�

� ��������� ������ �� ������ �� �� ������ ����� �� � ���� � ���"

����� � ������� � � ������� � ����� ���� �� ��� ���������� ��� �� ���"

������� � �� ���� �� � ������ ������� ��� �� �� ���������� ���� ������ � ��

�����������1 �� ��� ��� � ��� �� ����� ������ �� �� �� �� ��� � �� �����"

���� ��� ��� �� ��� ��� �� � �� ��������� �� �� ��� ������ ���� ����� /052�

6� �� �"��������� �� ������ *�(+ �� �� �� ���� � �� ������ �� � 7�� ���

����� ��� �� ���������� 6� �� � ���� ��� �� ����� ��� ��� � �� ������ �� �

7�� ��� �� ��������� �� � ��� � ��������� �� �� ��� �� ��� � �������� ��� � �� �

� ���� ��� �� ���� ���� �� ��� ������� $�8!9' �� �� 7�� ��� �� ���"

������ � �� �� ����� �� �� �� �� ���� � ��� � ������� �� ���� ��� ��

����� ����� ��� ��� �� ��-������ ��� �� ��� ���� ���������� ��� �� �� ��

%&

��� ����� �� �� ������

����������� �� � ���� � � ���� �� � ������ ���� �� ���� ��� �

�� �� � ����� ��� � ������� � ���� � �������� �� � � ��� ��

�� � ��� �� � � ����� � ����� ���� �� ���� �� � ���� � ������ �

�� ����� ��� � �!� �� ��� �� �� � ��� ��� �� � " � � �� ��

� ����� � ���� � ��# � �� �� �����$�� ���� �� %���� ��� �� �� ��

� ��� �� �� � �� �����!��� � "� � �� ������� ��� ��� � ���� ��

�� � ������ �� � ���� � �� ��� �& �� �� � ���� �� ��� � �� �

����%����� �� � �� � ����� ��� �� � '(( ��

����������� �� �� �� ��� ����������� ����� � ����� ���) ���

0 100 200 300 400 500400

500

600

700

800

900

��� �� ����

��� ���� ��� ��

�� �����

tem

pera

ture

T [K

]

�� t ����

�� �� ����

� ���� ���� ��� ��

�� �����

����� ���)* +����� � ���� �� ����� ,��� ����� ���- ���� "� � ���

������ ��� �� � ���� "� �� ���� ���� �� ��� � �������� �� � ��

�� � ��� ���� �� !���� ��� $ � �� ���� ���� �� � �

��� (�) � ��� � ���� ���� ��� � �������� �� ��� �%��� ���

��� �� �"�� �'( �� ��� �.( �� �� � ����� �� ����� �

��� ��� � �� '') μ ��� � ���� ���� �� ��� .) μ �� �

�������� ���

!���� �� � ���� �� ����� ���� "� �� ��� ��� ��� � �"�

/�� ������� ��� � �� ���� �� � �� � ��� � "���#� "� � ������� 0�

)�

� ���������� �������� �� � ����� ��� ���� ����� � ����� �������

��� ����� ��� ��������� �� ���� ���� �� �� ��� ���� ��� ���� � ����

���� �� ��� � �� ����� �� ��� �� � ������ � ���� ��� ���� � ���� ����

�� � �� ��� ���� ���� ����� � � μs� � ��� �� ���� �� ��� ���������� ����

����� ��� ��� ��� �� ��� ���� �� �������� �� ���� ���� ����� ��� ��� ��

��� ���� ���� ��� ��� ����� �� ��� ����� ��� ������ ��������� �� ��� ��

����� ������� ���� ���� ������� �� ��� μ� �� ��� �� �� ��� ����� �� ���

�����

!���� ��� ��������� ������ �� ��� ��������� ��� ��������� ����� ��

�� � �"���� ��� ���� ������ #� ���� �� ��� ��� ������� ������ ���

����� �� ��� ���� $��� � ���� ����� � ��� ���%�$ ���� �� ��� ��� � ���

����� �� ��� ��������� �� ��� ���� �� ��� ����� #� � �"������� ���� �"&

���� ��������� ���� �� ����� ��� � ��� ������� �� ������� �� ���� ����

�� ��� ���� ��������� �� ��� ����������

�� �"������� �� ���� �� T �� ����� �� ��� ��������� ����� ������ ����&

�������

T = A · exp(−t/theat) + T0. '(��)

��� ��� �� ��� ������� A �� T0 �*��� ��� ������ ��������� �� ��� ����

�� ��� ���� ������ theat ��� ����� ��� ������ ��� ��� � ������ �� ���

��+� �� ���� ����� ,�� ���� ���� ������� ���� ��� �"���� ���������

�� ��� T0� -�� � ��� �"���� ��������� �� ���� Tmax � �� ��������

���� �*����� (�� � ��� ���� �� ��� ���� ������ ������� ����� �� ������

������ ����������� ��� ������ �� ��� ���� ���� ���� � ��� �� �����

���� ��� �"������� ��� ���� ��� ����� �� �*����� (�� �� ��� ������ ���� ��

��� ������ A�

���������� �� � �� ������ ��� ���������� ������ �������� ������� ����

��� �"�������� ��� .��� ������ ��� ������� ����� ��� ���� ������� ���

�� �� ��������� � ��� ������ ��� ����������� ���� ������ �� ������ ����

���� ������ ������� ���� ��� ���� ���� �� ��������� ��������� ��� ������

��/���� � �� �������+���� ��� ��� ������ ���� ������ ���������� �� ,����� (��0

���� �� �"����� �� ��� ���� ��� �� ��������� �� ���� ������ ��� ������

��� �� ������ ������� �� ��� ����������� ��� �������� �"���� �����&

���� �� ���� ���� ������� � ���� �� �� � ����� ��� �������� ������� ���

���� ���� �� ������� .��� ������ ���� ���� �� ������� �������� ���� ���

�0

��� ������

������� �������� ���� ����� � ���� ����� � ���� ����

������ ������ ����� ������ ����� ���� ����� �μs�

�� �� ��� < ���

��� ��� ������� ��������� ������� �� ������ �� �� ����� ����� ���

����� ���� ��� ��� ��� ���� �� ����� �� �� ��� �� �� ��!����

"���� ��������� �� �� #� ������ �� ����

�������� �� ��� ������� ��������� �� #� �������� ��� �� �����

����$� ����� %�� �� ���� ������� ���������� �� ��� ���� � �� ����

�� �������� �� &����� ����� ����� � ��'���� �� ��� �� ��� �� ���

���� ���� �� ����$���� �����

3.6 Summary

�� �������� ����� �� � �� ����� ���� ���� �� ��������� ���!

������ �� μ�!&� % ���� ��� ��!���� "���� ����������� ��� �� ������� ��

���� ������� �� ��������� �� �� ���� ������� ���� �� ��$ ����� ��

������� ���� �� �� ��������� ��������� (� ��� ��� �� �������� ����

��$ �� ������� �� ������) �� �� ��� �� �� "���� ���� �� �� �������

#� �� �������)��

�� �������� ������ ����� �� �� ��� ��� ��� "���� �����������

��� ������� �� ��*���) �� ������ ���� �� ���� ��) �� �� ���� ���

*����� �� � ��������� ��� +��� ���� ��������� �������� �� ������ ��

��!���� "���� ��������� �� �� ������� #� �� ��� ��� �� ��������

������� �� ��� ��� �� ������ �� �������� ������ ������� �� ����

������ ��� �� � �� �� �� ������ ���� �� ���������� ������ ��������� ��

� ��,��� ���� �� ������ ���� (� &������ ��� ��� ��� �� ��� ������ ����!

���)����� �� ������ ���� �� ��� �������� ������� �� �� ����� �������

�� � ���������� �� �� �������� $��� �������� ���� �� ������� ��!���� ����

��������� ���� �� ������ ��� ���� �� ����������

��

4 Determination of the CrystallineVolume Fraction of Growingμc-Si:H Layers

���� ��� ������� �������� ��� �� �������� � ��� ��������� � ����������

����� � � ��� �������� ������� ���� ��� �������� � ����� ��� �� �� �������� ��

������� � ����� ���� ��������� �� ��� � ��� �������� �� � �������������� �

������ ������ ��� ������ �� ��� ����� � ��� ��������� �� ���� ���� � ���

����� � ��� �� ������� �� �� ������ ��� ����� � ������� ��� ���������� ����

������ � ��� �������� ��������� ��� �������� � �� ���� ���� ���� ��� �

�������� ������ ���� �� ��� ��������� � ������ ������� � � ��� �� ��!� ����

���� ���!���� �� �������� � ��� ��������� ������ ���� ��� ������ ��������

����� ��������� �� ��� � ��� ������ �� � ��� ���� � � �� ��� �� �������� ��

��� ��������� � ������ ������� ��� �������� � ������� �� ���� ��� � �

��������� �� ������ ��� ����� ��� �������� � ��� ����������� �� � ����� ����

������������ ��� ��� ���� �� ��� � ����� ����� �� ��� �������� �� � �"�#$ �����

�� ��� �������

4.1 Recording and Processing of the in-situ

Raman Spectra

��� �������� ��������� �� � ����� ��������� �� �� � ������� ��������� �� �� ��

������ �� ��� ��������� � ����� ��� ��� �� ��� ����� �������� �� �� ��

������ � ��� � � ��� ��������! �� ���� � ��� �� ��� ��� ��� �����% ���

��!� � ������� ���� �� ��� &&' ������ � ��� � �� ���� �� ��� ����

((

� ����������� � ��� ��������� ����� ������ � ������ ����� �����

ttot

tinttnet/tint

treadtshut

on

off

off

on

closed

CCD integration

laser pulses

time t

spectrometer slitopen

������ �� ��� � ������� ����� ������� ��� ��� ����������� ������ ��� �������

����� ������������ �� ��� �������� ttot� ��� ���� ����������� ����

�tnet�� ��� ����������� ���� �tint�� ��� �������� ���� �tread� ��� ���

������� ���� ���� �tshut� ��� ����������

������� ������ ��� ���� ���������� ���� ��!����� ��� ��������������� ����� "��� #�

������� �� ���� �������� �� �#���� ��� �� �������� $����� �������� #��%������ ����

���#������ ��$� �� #� ��#�������� &� ��� �����"��� ��� ������ ��� ��� ���������

�� ��� #��%������ ������#������ �� ��������

4.1.1 Parameters Determining the Duration of aMeasurement Interval

��� ���� ���������� ���� ���������� ��� �������� �ttot� �� �� ������� ��������

���� ��� ��� ����������� ���� �tint� �� ��� ��� ������ ��� ��� ���#�� �nacc� ��

�������������� �������� "��� ��� ���� ��� ���� �tread� �� ��� ��� ������ ���

��� ����'����� ���� �tshut� �� ��� ������� ���� �� �"���� ��� ����� #��� �� ��� �(

����� ���������� ��������� ttot� ) ���������� nacc ��� tint ��� �������� �� ���

����� ������ �� ��������� ��� �� ��� ��������� ���#�� �� ������ �������� # ���

��� #�� ��� �������� ���������� ��������� ��� ��� ����������� ���� tnet ������

*+

��� ������� � ��������� �� ��� ����� � � � ������

����� ��� ��� ���� �� �������� �� ����� ���

tnet = ttot − nacc · (tint + 2 · (tshut + tread)) �����

����� ���� ����� ���� �� tint �� ���� �� ������ ��� � ��� ��������� ���� �

���� ��� ������� ��� �� ��� �� � ��� ����� ���� �������� ��� � �� ���

��� �� ��� � ��� ��������� ���� ���� �� �� ���� ��� �� ��� !!� ����

tshut �� tread ���� �� �� ���������� ������ "����� ��� ��������� � ����� ���

��� ������ � ��� ���� �� ����� ����� �� ����� ����� #� �������� ����

� ���� ���� ����� ��� ����������� ����� ��� �������� � ��� ���������

������� tshut ��� ��� �� $%& �� #��� ��� ���� �������� ���� � tread � ����� �

&�% � ����� &�'% � ��� �� ���� �� ��� ��������� � ��� ��� ���� ����� ����

����� ���� �������� � ��� ��������� ����

4.1.2 Parameters Determining the Intensity of the CollectedSignal

( ���� ������ ��� ������ ���� ������� ��� �� ����� � ���� ������� ��� ��)

�������� "����� ��$ ����� � ������ ��� ������� �������� ����� ��� ��)

������� � � μ�)���* � � �������� �� � �+)���� �� ����� �������� "��

���� ��������� �& ������� ���� � ��������� ��� � � � ���� ��� ����� ����

����� ���� �� � � ttot � ����� $, �� #�� ������ ���� ����� ���� ��������

��� ����� $�% -.�� *��� � ���� ���� � �������� � ����� ' �� ���������

����� ���� �������� ������ � #�� �)���� ������� ���� � "����� ��$

����� ��� �������������� ����� � ���������� �� �� ��� ���� � ���� ���� )��)

���� ����� ��� ������� �� ��� �� ����� �������� #�� �� ����� �� ����

�� ��� ���� ttot ���� �� ��� ��������� � ��� �)���� �������� #�� ������� �

��� �)���� ���� �� ��� ��� �� 520 cm−1 �� ����� � 515 cm−1� #��� �� ����������

�� ��� � ������ ���������� � ��� � ����� �� ����� �/&�! 0,'1� #�� ��������

����� � ��� ���������� �� ���� �� � �� ������ � ��� �� ��� ���������� � ���

� � 2������� � ��� ������� ���� ���� � ��� �)���� �+������ �� �� �� ���

�� ��� ������� �� ������ � ��� ��3������ ������ ��� ��� � ��� ������������

2���� �� ttot ��� ������� � ��� ��� ���� �� � �� �������� �� ���

�������� � ��� � �� ��� ������ �� �� �� ������� #��� �� ������� � �)

������ ����� ��� ����� ����� � ���������� "�� ���������� �� ����� �� � �

%'

� ����������� � ��� ��������� ����� ������ � ������ ����� �����

400 425 450 475 500 525 550

0

10

20

30

40

50

60

inte

nsity

I [c

ount

s/s]

Raman shift [cm-1]

ex-situ reference

in-situ spectrum

������ �� �� ��� ����� ����� ��� ���� ������� � ������ � �� ������� ���������

��������� ��� ������� �������� �� ��� ���� �� ���� � � ��� ��������� �

���� � �� �� � ��

��� ����� ����� �� ��� ���� �� ��� ����� � ����� ��� ������ ��������� ���� ����������

�� �� ���������� !� ���� ����� � ��� ���� � ��� �������� � ��� ����� ������ ��

� ������� � ������������ �"���� ������ � �������� ��#���� �� �� ��� ��$�%&

��� ��� ��$'����� ����������

������ ��( �� �� ��� �������� � ��� �� ��� ���� ������ ��� ���� �� ����

��� ���� � ����� � )�* ��$� +� � ����, ��� )�*� ��$� +���� ����,� ��� ����

���� ���� ���������� ��� �������� � ����� �� � � � ��� ���� ��� ���� � ���������

�� ������� � � ������ ��� ��� ���� � ���� ��� �������� ����� � ��� ��� � ���

���� ���� ������ ��� ����� � ��� �� ��������� � )� -$cm2 ��� ��� ������ � ��

�������� � �� �������� !� ��������� �� ��������� .��/ ����� � ��� ��� � ��� ����

���� ������ �� �����'�� �� ���� ������ �� � �� ��� ���� � ���� ������� �01$��

� � � �� ��� ���� �� ��� �������� '����� �� � ������ � � ��� ��� ���� � ����

+tdep,� ! � ������� �������� � ��� ����� ��������� ������� � ������ � ���

���������� �"���� �� '������ �� ��� ���������� !���� ��� ��������� � ��� �� �� ��

����� �� ��� � ���� � �� � ��� ����� �� ��� ���� ��� � ������ � �����������

��� �� ������ �� �� ��� �������� +Δt, � �� ������ � ������ �� ���� �

0�

��� ������� � ��������� �� ��� ����� � � � ������

0 500 1000 1500 2000 25000

20

40

60

80

inte

nsity

I [c

ount

s/s]

deposition time tdep [s]

Rd~0.64 nm/s0

20

40

60

80

Rd~0.26 nm/s

������ �� �� ���� � �� �� � ���� ���� ������ �� ������ ���� �� � ���� � �� ��

�� ���� ���� ��� ���� ����� ��� ������ ��� �� �� �� ���� � � ��

�������� �� �� ������ ��� ��� !����� � ��� ���� ��"�! ���� ������

�� ������� ����!�� #���

�� ������ �� ���� � �� � $Rd% ��&�� � '()* )�+ ���� �������� �� � ����� �� �

� ��!����� Rd ·Δt �� ������ �� ������ ��� ��� �� ��,�� Δt� ��� !���� ���� ���

!��� ��! �,� �� ��� ��! �,� �� �������!� ��� ����� ��

Rd =λ

2 · n ·Δt$���%

����� n �� �� �����! �,� ����- �� ����!�� ��� λ �� ��,����� � �� �� .����

���� �� ���� � ���!� �� #��� ��� ������ �� �� ����� �/0 �� � �� �� �� �� �

���� � �� �� ���� �� �����!�� ������ �� ����!��� ���� �1�! �� !����! �� ��� �

����� �� �1�! �,� �����! �,� ����- $neff% �� �2�� ��� ��� '33+� �� �� ��� � neff

�� ���� � �� � �� �� ������� �-&�� � ���� � ��!����� ���������� �� � � ���&

#���� �� ��� �� � �� ������ ��� ���� 4������� � !��� �� ���� � �� � ������

��� ������ ��� � neff �� �) �� �� ������� ��� � � ������ ������ ���� ���� neff ��

���� ��� ��� ������ ���� �� � ������ 5�0 �� � �� ���

��� �� ����&�� � !��� � � ���� ��!����� �� � �� �� ���� � �� � ������ ���

��� �� � ���,��� ���� ����! ��� �� �� �� ���� � �� ��� � �� !�� ��� �� �� ����

��� �! ��� �� � � ����!�� #�� �� ��� ���!�� �� �� /��� �� � 6��� ������� �

7)

� ����������� � ��� ��������� ����� ������ � ������ ����� �����

������ �� � �� �� ��� �� �� ��� ���� �� ��� ���� ��� ��� ���� �� � ��

������� �������� �� ���� �� � �� ��� ����� ��� ������ �� ��� �� � � ���

���� ����� �� �� ��� ��� ����� � ��������� ������� � �� �������� �����

����� ��� ������� �������� ����� ��� � ��� ��� ����� ��� �� �� �� ���

���� ��� �� ����� ���������� � � ��� �� �� �� �������� �� ���� � ����� ����

� �� ������ ������������� �� �� � � ������ !� �� ��� ������ ���� ��������

� �� ���� �������� �� ��� ���� ��� �� ������� � �� �������� "� �� � ������

� �� � �� ������� �� �� �������� �� ��� ���� � �� �� � ������� ����� ��

����� ����� ��� �� ������ �� � � � ��� ��������� � �� �������� ���� ��� ����

����� ���������� ���� � ����� �� ����� ���� � � �����#�� �� �� �������

�� ����� ���� ������ ���� �������� ����� ��� �� �� �� ������� �� ��

�� ������ �� ������ ��� �� �� �������� �������� �������� �� ����� ��

�� ������ ���$ � � �� ���� ������ � �� ���� ��� ���� ����� ���� � � �����

���� � �� �� ������

%�� � �� ��� �� ���� ������ �� �� ���� � �� �� �� � ������� � ���#��

��������� �� ������� ��� �� ����� �� ��� �#��� ��������� �� �� ������

������� ���� �� ��������� ������� � ���������� �� �������� � ��� �� ����

�� ���� � ����� � �� � ���� ������� %��� � ��� �������� �� ���� ����

�� �� �� � !���� �&�& �� ������ � �� ������ ���� ������� ��� ���� � �� �

�� ���� ���� � �������� �� �� �� ���� ����� ���� �� ��'���� � ���� ��

���� �������� �� �� �������� ����� � �� ��������� �� �� �� � ������� �

4.1.3 Background Contributions to an In-Situ Signal

�������� (��� ��� �� �� �� ����� �� �� #���) ����� � � ���� � �����

� ����� � ��� � ������ �* �� ����� ���� �� ������� � �� ������ �� � �� ��

+ �� ��� � �� ������ � ���� ������ �� �� � ������� ����� �� ������ ��

� � ��� �� �� ��� �� �� �� �� ����� � �� ������ ����� � � �� �� � ����

���� ��������� � ����� � ������� ������ � ���� �� �������� �������

���� ���������� ��� ������ ��� �� ��� �� � ������� � ���� ���� ������

�������� �� �������� � � ������� �� ��� �������� ����� � � �������

����� � ���� ��������� � ���� ���� ���� �� ������� ��,���� ���$ ���� ��

����� ��� � � ���� �� �������� ��������

� ������ ��� �� ������ ��� ��������� ����� (��� ��� �� �� ���� �

-.

��� ������� � ��������� �� ��� ����� � � � ������

300 360 420 480 540 600

75

90

105

120

135corning glassprotection plate

2 corning glassprotection plates

quarz protection plate

in

tens

ity I

[cou

nts/

s]

Raman shift [cm-1]

no protection plate

������ ��� ���� ��������� �� ��� ������ ���������� �� ��� ������� �����������

�� ��������� �� ���� ��� �� ��� ���� � ��� �� ��� ���������� ������

��� ������������� ��� ����� ��������� ������� � ��� ����������

�� �������� �� ����� ���� ��� ��� ��� ������� ��� � ! �������

����� ��� ��� "����# ����������� �� ���� ��� ��� ���������� ���� ���

��������

����� �$% cm−1 �� ����� ��� � ��� ������� ���&���������� '��� ��������� ���

����������� ����� �� ������� ��( ��� ��� �� ��� �� ���� ���� ��� ����� ��������� ��

��� ������ ���������� ����������� � ���������� � ����� �� �� ������� ���������

)� ������ ��� ������������ ���� ��� ��� ��� ������� ��� � ! ���������� � ����

��� ��� "����# � ��� � ��� ������� ��� ��������� �� ��� ���� � ��� ��� ��������

�� � �������� �������� ������� � ��� ����������� ��� ������� ���� ��� �������

� ��� ��� ��� � ��� � ��� ��� � ���� �������� � ���� ��� *���� ����� �����

���������� ���� ��� ������� � ��� ���� � ��+�� ���� ���� �� � "����# � ��� ��

�� ���� ���� ���� ��� *���� ����� ����� �� ��� &���� �� ��� ��������� �� ���

���������� � ���� ,���� ��� ����� ���� �� ����� ��� ���� ���� ��� ���� � ����

�� �� ��� ���� ������� �� ���� ����� � ��� �������� �� ��������� ���� ��� � ����

��� � �� ��� ����� �� ��� ��������� ���- ��.������ ���� ��� ��������� ����������

����� ���� �� �� �������� ������ �� *���� ���������� ������ ��� "����# ������

/0

� ����������� � ��� ��������� ����� ������ � ������ ����� �����

400 425 450 475 500 525 5500

15

30

45

60

75

ex-situreference

quarz background subtracted

inte

nsity

I [c

ount

s/s]

Raman shift [cm-1]

no backgroundsubtraction

������ �� ��� ���� �� ���� ���� � ���� �� ��� ���� ��� ������� � ������ �

���� �� ��� ������ �� ������� ������ ������� �� �� ������� ������� �

��� �����

��� � ��� ������ ��� ��� � � ��� �! ��� ���������� ������ ��� "#$%& ������

��� ����� ��� ��������! �� ��� ��������� ������ �� ������� �� ������� ����������

��� ���������� �� � ��!��� '�� � �� �� ������ ��� ���� � ������� ��������! ����

��� �������� (���� ��� ���� )�� �� ���� � �� ��� ��� ��� ���� ��� ������� �

������ �� ������� ���� ���� ��� ����� �� ������ ���

*������ ��������� ����������� �� ��� �������� ��� ��� ���������� ���� ���

+�, ��������� �� ��� � ��� ��!��� ��� ���������� ������ ��- ����� ��� (����

����� ��������� �! � )$, ��������� �������� ���� � ������� � ��� ���� �� �� ��

��' ��!��� )�� ������ ����������� ��� ���� ������ ��� ���� ��� ��� ���� .� ��

�� ���� ���� ����� ����� �� ��� ��� ��� ��� �/���������� )�� )$, �����������

���� �� �������� ������ ��� ������� ������� ������������ �� � ������� ��� ��� �

��� ���� �� ������ �� ������/��! ���� �� ���� ����� ��� �� ��� ����� ���� ��!��� ��� ��

� ����� ������������� �� ��� �!�������� /����� ��� ���� ������ ���� ����� ���

��������� ����������� �� ����/���

)� �� ���� � ��� ���� �� ��� ��������� �� �� ����� �� �� ����� ����� �� �/��!

����������� )�� ��������� �� ������ �� ��� ���������� ����������� ������ ����

-0

��� ������� � ��������� �� ��� ����� � � � ������

300 350 400 450 500 5500

75

150

225

300

a-Si:HZnO/glass

in

tens

ity I

[a.u

.]

Raman shift [cm-1]

������ �� �� ��� ����� ����� ��������� �� � ��������� ��������� � ������ �

���� � �� �� ��� �� ����� � ������

������������ �� ��� ���� �� � ���!� ���� ���� ��� ��������� � ��� ������� ����"

��� �� ���������� �� ������������ �#���� �� � �� ��� $��� % ������ � � ��������

������� � � ��� ��������� � �������� � ��� ����������� � ��� ��� �������� ����"

��� &��������� ��� %'� ��������& ��� � �����(�� � ��� ��������� � ��� $���

��"���� ��������� %��� �� ������ �� ���� ����� ����� ��� $��� ��"���� ��������

�� �)������ � ������ ��������� ��� ��������� � �������� �� *�� � ��� ��������

� ��� ��������� � ��� ����� � ����� ��� ���� ��� � �������� � � ��� ���������

��������� �� ��� �����+���� �������� %�� ���� � ��� �������� �� ���� )������

�� �������� � ,������"-��� ���� ��� ���� � � ��� ����� ����� ��� ��� �����

��������� �� � �� �� ��� ����� � ������ .���� ���� �������� � ��� �������� � ���

������� ��������� � �������� � Isub,0 �� ���������

Isub(d) = Isub,0 · e(−α(λ)d) · e(−α(λ+Δλ)d) ≈ Isub,0e(−α(λ)davg). /��01

2��� d �� ��� ��������� � ��� ����� � ����� ��� α ��� ��� ���� � � �3����� ����

�� ������� � �� ��� ���� � � ��� ����� �!������� λ ��� ��� �!������� � ���

����� ������� ������ ����� ��� ����� � ����� �� �� ��� ������ �� �����������

�����!�� ����� �� � ��$���� ��������� d� 2���� ��� �!����� ��������� /davg1 ������

�� ����������� �����!�� �� ���� �� �+���� � ��0� �� �� ���������� �� � Rd ���

0

� ����������� � ��� ��������� ����� ������ � ������ ����� �����

tdep �� ��� ����������

��� ���� ������ �� ��� ��������� �� ��� ������� ������ ��� ��� ��

����� �� ��� ���� �������� �� �� ��� �������� �� �������� ��� ����������

����� ������� �� � ���� ������� ��� �������

4.2 Estimation of the Errors in the Determination

of the Crystalline Volume Fraction

���� ���� ����� �� �� ���� �� �� ��������� ��������� ��� ���������

���������� ����� ��������

� � ������� ��������� �� ��� ���� �������� �������

� � ���� � ������������� �� ��� ������� ���������� ����� �� ����������

�������� ���� ��� ������� ����� �� ���� ������

� ��� ��������� ����� ���� �� ��������� ���� �� �� ��� ���� ����������

����� ��� ���� �� ������ ����������

��� ���� �������� ������ �� ������ ���� ��� ���� ���������� ������ !����

�� ��������� ��� ������� ���������� ���� �� ��� ��"����� �� ��� ����������

�� �� ������ �� ��������� #���� ��� �� �������� �� ��� ��������� �� ���

�������� ������ �� ����������

$� �� ��� ��� ��������� �� ��� ������� ���� ���� ��� ������� ����� �� ����

����� ��� ��������� �� ��� %�& ������� ������ �� ���������� �������� ��

��� ��� ������� ����������� � ����� �� '��� (�) ��� *���� ������ �� ���

%�&+����� ������� ��� ���� �� ��!��# �� ���������� �� � ���� ����� #����

IRSC ���� �� ������������ �� ��� �������� ���������� �� ��� ������� �� ���

�����

!���� ��� ��������� ���,����� α ��� �� ������� (�- ������� �� ��� ����

������� ����� ������� �� ��� ������� .����� ����� ��� �� �� ���������. �� �� ���

�/����� ������ ���� �������� � ���� �� ����� α ����� ��� ����/�������

4 · 104cm−1 �� 9 · 104cm−1 �� μ��!��# ��� ��!��# ������� ������������ #���� ��

������ α �� 6.5 · 104cm−1 ���� �� ������� �� Δα �� 2.5 · 104cm−1 �� ������

�� ��� ������� ��������� �� � ��� ����/��������

$� �� ����������� �� ��� ������������ �� ��� ���������� ��� davg �� ���

)(

��� �������� � � � ����� �� � � ����������� � � � ���������� ����� ������

����� ���� � ��� ��� ���� � ���� ������ �� ������� � � ���� �� �� ���

��� ��� ������� ��� ��� ����� ��� ��� �� ��������� ����� ��� ��� � ���

�������� ��� � ���� ��� ��� ����� ��� ��� ����� ������� ��� ��� ��� �����

����� ��� �� ��������� �� ��� � ������ � ��������� ���� ������ ��

��� ���������� Δα �� α� ����� ��� �� �� �� ����� ��������� � � ���� �

�������� ��� ��� ������ ��� �� ���� ������������ ��� ������� �� �� ���

�������� �� ���� ����� ��� Is! � ��������� �������� �� �������� ���

ΔIsIs

=1

Is· ∂Is∂α

Δα =1

Is(−2davg ·Δα) · Is = −2davg ·Δα. ���!

"�� �� ��� ����� � �� ��� ������ ����� ��� �� �� ��� ������� �� ��� ���

�������� ��� ��� ������ ��� � ������ ��� �������� ���� ����� ��� ���

� ����� ����� ��� ��� � �������� �� ���������� �� ��� ����������� �� ���

������ ������� �� ��� ����� ����� ���� �� � ������ ��� � ������ �� �� IRSC

�������� ��# � �������

IRSC = 1− I480

I520 + I480= 1− I480

Itot. ��#!

��� Itot � ��� ����� ����� ����� ���� ��� �� ����� �� �� IRSC � � ������� �

���������

ΔIRSC =

∂IRSC

∂I480·ΔI480 = −ΔI480

Itot. ��$!

�� � ������ ��� �� ����� �� �� ��� ������ �����������% ΔI480% ��� ����

��� ��������� �� ��� ��� ������ ��� � σnoise! �� ��� ����� ��� �&& ��−1 ��

#&& ��−1 � ��������� ��� ��� �� ����� �� � � ������� � σnoise · I480�' � ������ ��� ��� ���������� �� ��� �� ����� ��������� �� ��� ������

(�� ��� ��� �� ������ ���������� �� ��� ��������� �� ��� �� ���� ������

������ ���� �� ��� ��)� ���� �� �� ����� ��� ������� �� � �� ��� ������

��� �� ���� � ��� �� �� ��� ��� � �� ��� ��� ��� ����� ���� �� ��������

�� (�� ���� �� ������ ���� ��� ���������� ���� �� � �����

$#

� ����������� � ��� ��������� ����� ������ � ������ ����� �����

4.3 In-Situ Measurements of the Crystalline

Volume Fraction

�� ���� ������ ������ �� ��������� �������� � ������ ��� �� ��� ���

� � � �������� ������ � ��� � �� � ����� ��� ���� ������ � ��� ������ �����

� ������ �� ���� � ��� ����� ����� ����� �� ���� � ������ ��� �� � ��� ���

�� �������� �� ���� ������� �� � ����� �������� � � ������ �����

4.3.1 Crystalline Volume Fraction Determined During theDeposition of an Intrinsic μc-Si:H Film

������ �� ��������� � ��� ����� ����� ����� �� ���� ������ ��� ����� �

μ� �!" ��� ���� � ����� �� � ����� ��� ������ � ��� ������ ����� � ������

�� ���� �� ��� ����� � � ���� # ������ �� ����� ����� ����� �� ���� � �

������� � ��� ������ ��� �� � ����� ��� $ ���� ����� %����� &�' ( ����

��� IRSC ���������� ������ ������� ���� � � �� ���� ���� ��� �������� �

��������� �� ����� &�)�*� �� %����� &�' �( ��� ��� �� ������� ��� ������ ���

�������� �� ����� #� ��������� �� $� ���� * ��� ��� ����� ������ �� ��������

� ����� �� ���� ����� ���� $ � �������� ���� �� ��������� ���������

��� ������ ���� � �� �� ��� ������ IRSC ���� ������� ���� ��� ��������

���� ��+�� �� )�& �� , ������ ���� � � � � �� ����� ������� �� ttot � �'�, ��

��� -� ��+ �� .�/ ����������� ���� ����� ���� ������� � ����� &���

��� ����� ��� ��� ���� �� � ��� ����� ����� ����� �� ���� ���������� ��

���� ����� ��� ����� �� � � � �������� �� ������� SC� ��� ����� ����� �����

�� ���� ����� ��� ��� ������ &0 1 � ��� 20 1 ������ ��� ���� )00 ��� ����

����� �� �� ��������� � �� �� � ����� �� � IRSC �� � � � ���� ������� �����

���� ��*3 �)3 ��� �� ����� ������� ��� ��� ��� � � ������ ����� ��� � ���

�� �����-���� ����� ��� � ����� ����� �� ��� � � �������� ��� ����� �����

����� �� ���� �� ���� ������ �� ��4������ ��� �� 5�� �� ��� ����� �� � $

��� ����� � � ����� �� �� %����� &�' �(� # �� �� ����� �� ��� 20 1 � ���

'0 1 � ��� ��� �� IRSC �� �������� ��� ����� ����� �� � ��� $ ��� ����� ��

� ��� �� ��� ����� ������� �� ������� �� ��� � ��� ����� ����� ����� �� ����

�� ���� ������� ��� IRSC ����� ��� ���� �������� ���� � � ��� �� � ������

66

��� ����� �� ������� �� �� ���� ����� ����� �� ����

0

20

40

60

80

100

b)

crys

talli

ne v

ol. f

rac.

IRS

C[%

]

in-situ ex-situ

IIIII

I

a)

0 300 600 900 1200 1500 18000.50.60.7

SC

[%]

deposited thickness d [nm]

������ �� �� ������ ��� ������� ������������ �� ��� ����������� ������ ��������

�� � �������� �� ��������� ��� ����������

�� ����� ������������� ������ ��� ���������� �� ��� ������

!

� ����������� � ��� ��������� ����� ������ � ������ ����� �����

�� �� ����� � � �� �� ��������� � � �� �� IRSC �������� �� �� � � ��

����� �� ��������� �� � � ������ ����� �� � � ������� �� � � ������� ����������

�� ������ ��� � � �������

���� � ��� � � ������ �� � � ������� ��� ��� ��� �� �������� �� ������

� � ��������� �� �� �� � ����� ����� ������ ����� � � �� �� ����������

� � ����������� ������� �� � �� ������� � �� � �� �� �� �������� �� ������ � �

��������� �� � � ���������� ������ ������� ���� ��������� ��� � � ����� ��

������ ������ � � ������� �� � � ������ �� �� � � ���� �� ������ ���������

!�� � �� ���� � � ���� �� � � ��� �����������! ��� ������� � � �����������

��� ������ ��� � ������� ��������� ����� "# �� � �� ����� � �� �� � �

����� ���� ��� ����� $# �� �� �%�&' ��� ������� ���� ��� �������

����� %���� � � ����������� ��� ���� ��� ��� � ���� ��������� �� ��" ��

� ���� ������� � �� � � ���� $# �� �� � � ���� �� ���� ���� ��� ����

������� �������� � �� ����� � � � � ��� � ��� �� (���� )�* ��� ��� ����

������� � � ����������� ������� �� � � ���� �� ���������� ��� � ���� ��

������ �� � � ���������� ��� �� $"� ��� +�� �� � � ,������-�� ���� ���

������� �� � � ���� ��� � � � � � ����� ������� ���� �� ����������� � � ������

������� �� � � ������� �������� � �� ��� � �.����� � � ���� � �� � � � ���� ��

��������� ��������� �� ���� ��� � ������� � �� ���� �� � � ����

4.3.2 Depth Dependent Ex-Situ Measurements

�� ������� � �� � � � ������ ������� �� � � ������� ����������� �� ����

��������� �� � � ��� �� � � �� � �� �� ������ �� ��� ������ �������

����� ������ �� � �/���� ����� ��������� 0� � � ��� ��� �� �� �� ��������

��� ��� �� ��� � �� � � ��1����� �� � � ���� ������ �� � � ������ �������

�� �� � � 2�34+ ������� ����� �� � � ����� ����� �� ����� ����� ��

����� � � ���� �� � �%�&' ���� ���/�����

5��������� �� � � ��1����� �� � � ���������� ����� � ��������� �/��

���� ������� � � �.����� �� ������� ��� ���� ���� �� �.����� �� �� � ����

��������6����� � �� ��� � ����� ���� ���� ���� � 5� ������ �� %������

"�"�" ���� ����� �� � � ���� �� �%�&' ������ �� ������� �� � � ����������

������ ������� �� ����� ������� ����� �� �� � ��������� ��� � �����

�� �������

78

��� ����� �� ������� �� �� ���� ����� ����� �� ����

��� ����� ������ � � � �� ��������� ���� � ����� �� � �� ��� ������

��� ��� ����� ���� � �� �� �� ����� ������� � ��� ������� �� �����

���� ��� ��� � ��� �� ��� � � � � �� �� ����� �� � � �� �������� �����

�� � �� ��� ��� ���� � ���� �� ���� ��� ���� ����� ��� � � ���� �������

�� ����� �� ��� � !"� #����� !�$ ���� ��� ����� ���� � ��� �� ��� ������

��� ��� ��� %� ��������� �� �� � ������ �� ��������� �� ��� �� � ���

1.4 1.6 1.8 2.0 2.2-600

-400

-200

0 layer surface

etch

ing

dept

h [n

m]

position on substrate [mm]

#����� !�$& '���� ���� � �� ��� ������ ��� ����� ���� %� ���������

�� �� � ������ � � � ���������� � ���� �� ��� �� �� �����

�� � ��� ����� ��������� ����� ��� ��� ��� ����� ��� ����

�� ���� � ����

�� ��� �� �� ������ � � �� ��� ����� ������ ����� ��� ��� ��� ����� ���

���� �� ���� ��� ���� �� ���� � � �� ���� �� #����� !�(� ����� �������

�� ��������� ���� � ����� �� ���� !$$ �� ��� �� ��)������ � ��� *+, ��

���� �������� -���� ��� � � � �� ������� ���� ������ �� ��������� ��� ��

������ � ���� �� ���� � �� ��� � �������� ��� ��.����� � ��� � ���

����� � ��� ����� ��� ���� �� ���� ���������� ��� ��� � � � ������

� � �� �������� �/(0 /$"� 1� � � �� ���� �� � �� �� �� �� �������� � ��� ���

���� � � � '����� ��� ����� �� �� � ��� �������� ��� ����� �� � IRSC �� �����

������� ��� ��� ������� � � � ��� ����� ����� �� � IRSC �� � � � �������

/

� ����������� � ��� ��������� ����� ������ � ������ ����� �����

������� ����� �� ��� �� ���� � ��� ���� � �� ��� � ��� �� �� ������� �����

����� �� ���� ���� �� ��� � �������� � IRSC ��� �� ���� ������� �������

�� ���� ����� �� �� ������� ����� �� ������� ������������ ����� � � �

����������� � ���� ������ � ��� �� �� �� �� � ���� ��� �� ������� ������� �� ��

� �� �� ������ � � �� ������

4.3.3 Comparison of Ex-situ and In-situ Measurements

�� ��������� �������� ��� � ��� ������� �� ������� ��� �� ������� ���� �����

�� ��� � ���� � �� ��� ���� �� � �� � �� �� ������ � � �� ����� � ������� �

��� ������� ������� �� ������� ������� ��� �� �� �����!���� ���� ���

�� � ������ ���� �� � � ��� ��"������# �� $���� ����������� ����� � ���

��%����� �� ����� � ��� ������ ��� ����� �� �� ����� ������ � ��� �� � ��

�� ���������&��� �� ��� �"��� ��� � � �� ��������� � ��������� '��������� �� ����

� � �������������� (��� ��������� �������� ���� �� �� � �� ���� �������� �(

����� ������� �� �� �� ����������� � ��� ��� �� �"��� � �� � ��� )���

��� �� �� � �������� �� �� �������� )��� � ��� ������ �� � ����� ��"������

�� �� � ����� �� �� �� � ���� � � �� $���� ������������� *� +���� � ,�-

�� ����������� � ���� ������ � �� ���� � �� ���� �� � ��� �� ����������

������� ��� ������ ��� ��� �� �� ���� � �� ������ �� ��������� � ���

�� � ������ ����� ��� ��� ������� ��� �� �� � ��"������ ������� ��

������� ��� ������� �������� .���� �� ��� ��� ��������� ������� �� ������� ��

�� ��"������ �� ��� ����� � ���� ��� � �� �� ������� ����� ��������

� ��� ��� ��������� ������� �� ��"������� *� �� ���� ����� � � �� ����������

��������� �� ���� -�/ �� ������� �� ���� �� �� ������� ������������ � � �

��� � ������� �� ����������� � ���� ������ �� ������� ��� ���� � � �0������

� 4·104 cm−1 ��� 8·104 cm−1 � � �,1 �� ��� -22 �� ��� �� μ��+�#. ������������

3,45 6�7 �� ��� ������ ��� ����� � ����� ��� �1� �� ��� 8, ��� �� IRSC ��

��������� �� ������ � �� �� ��� ����� ������ �� �� ��� ���� �� *� ����

-�6 �� ������ �� � � ����� ��� � ������� ������� �� IRSC ��� ��� �� ��� ���

�� �� ��������� ��� � �� ������������� ��� � ����� ��� ����� � ����

������� ��� �� �,1 �� ����� �� �������� ����������� � ���� ������ � ���� ��

��� �� ��� ���������

9�� � ��� ��� ���: � ���������� ������ �� ��� ��:� ����� ����� �� ��������

/4

��� ����� �� ������� �� �� ���� ����� ����� �� ����

fraction probedby 488 nm laser

cr

ysta

lline

vol

ume

frac

tion

IRS

C

thickness d

fraction probedby 532 nm laser

top of the film

������ �� �� ������ �� � � ����������� ������ �������� �� � ����� ��� � ��������

�������� �� IRSC � � � ��������� �� � � ����� ������ �� � ��� �� �����

��� � �� �� ����� ��� � ��� �� ���� ��� ����� �������������

�� ���� ��������� �� � ������� ��� � � ��!������ �� � � �"#���� ��� ��#���� ��������

$� ��������� �� ������� � � � ��� ��������� ��� �������� �� �� ����������� ���

� � �����%���� ���������&����� �� μ�#��' ������� � �� ����� � �� (��������

� ��� ��������� ��� ��� ���� ��������� ������ � � ��#���� ������������ �� � �

������� �������� �� � � �����( � � �"#���� IRSC ����� �� ������ � �� � � ��#����

�������� ����������� ������ ��������� ����� � � ������������ ��� ���� ����� � �

��� ������� ��������� ��� ��� �� � � ������ ��� � � �������� ��!������ �� � �

��#���� ��� �"#���� �����

� � ������� ��������� �� � �� ������� � �� � �� � � ����� ��������� ��#����

)���� ����� �������� �������� ����������� ����� � � ����������� �� � �����

������ ��� ����������� $� �� �"������� �������� ���������� �� ���� � �� * � � �

����������� ������ �������� ��� ���������� ��#����� � � ��#���� ������� ��� �� �

���� ���� ��������� �� ���� ��������� ������������ ��������� �"#���� �� ��

��� �������

+,

� ����������� � ��� ��������� ����� ������ � ������ ����� �����

4.4 In-situ Study of the Initial Phase of Deposition

�� ���� ������ ��� ����� ����� � ��� ������� ����� � ����� ��� ������ ����

� �������� ���� ���� �������� � ��� �������� ��������� �� �������� ���

�������� � �������� ���� ����� � ��� ���� ����� �� ������ ������� ��

����� � �������� ��� ����� �� �������

4.4.1 Increase of the Depth Resolution

��� ������ ���� � ��� �������� � ��� �� �� ���� �� � ���� ��������

���������� ��� �������� � ��� ���� ��������� ��� �! �" ��#� $� ������ ���

������ �������� ��� ��������� � ��� �%�&' ������ �� ������� �� �����

��������� ���� �� ��� � ��� ��� ��� � ����(�� ���� ����� ������ ������

������ �%�&' �������� � ������ �� ������� '���� ����������� ���

���� ������ )��� � ����� ���� ��� ����) �� �������� ���� ������ ��

�%�&' ���� ��������

%���� ��� ������ ���� � �������� �� ��������*�� � � ������� ����������

����� ������ ������� +�� ���������� �� ���� ���� �� � ����� ���� �����

��� ��� � ��� �������� ������� ���� ����� ������� � IRSC �� �(������ �

���� ������ ��� �������� � ��� ,��� ∼ 100 nm� '���� �� �� ���,��� � ���

���� ��� ����� ��� � ��� ��������� ���� � ������� ��� ��������� � ��� ����

��� �� �������� ������ �� ������� +�� ���������� �������� ��� �� �����

���� �� ����� ��� ������ ������ �� �� %����� -�. �� ������ � ���

������������� ������ � ����� ��� � ���(������ /�0 12��

4.4.2 Influence of the Substrate on the Initial Phase ofDeposition

� ����� ��� ���������� � ��� IRSC � ��� ��������� � �������� ������ �����

����� ���������� ����� ������ �� ����������� 3����� -�.4 ���� ��� +��

����� � ����� ������� �������� ���� �������� ����� ����������� 5SCp6� ���

�������� � ��� ������� �� ������*�� �� � �� -�.� ����� ������ ���� ���

����� ������ ��� ������ ��� �� ���� � ��� ��������� ���� ��������� %���� ���

!/

��� ������ ��� � ��� ������� ����� � ��� ���� �

420 450 480 510 540 5700.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0low SCp

In

tens

ity I

[a.u

.]

Raman shift [cm-1]

amorphous SCp

high SCp

������ ��� � � � ����� �� ∼ 20 �� ����� ��� ���� �� � ���� ��������� ����

�������� IRSC �� ����� ����� �� ��������� � ��� ���������� ������ ���

���������� �� �����

� ���� �� ������� ���� �� ����� ��� � ������ ���� ���� �� ! � �� ����

��� ����� � � ���� �� ������ ��� ������ �� ����� �� ��� ���� ������������ ���� "�

IRSC �� #! $ �� !� $ �� ����� ��� ��� ��� ��� �� ���� %& ��� ���� ��������'����

(�� �������� �� ��� ��� ��� ��������� ���� �������� ������� ���������� �����

�� ����� ����� ������������ ����� # cm−1�

(�� IRSC �� ��� ��������� � ��� ������ ���������� �� ���������� ���� � �����

�� ���� ���� �� � �� # ������ ������ (��� ������� �� ������ � ���������� ��

∼ 27.2 �� (�� ���� ������ ���� ���� � � ������ �� ����� �� ��� ���� �����������

������� SCp � IRSC ������� SCI � �� IRS

C ������� �

�������� )�# ��*

���� %& �+ #! ��* #

��� %& � � !� ��, +

( ��� ��� -��������� �� ���������� � � ������ �� ��� ��� ���� �� ��� ���� �����

��� �������

,+

� ����������� � ��� ��������� ����� ������ � ������ ����� �����

����� ����� � ������ ��������� ��� �� �� ���� �� � ������ �� ������� ���

�� ��������� ������ ���� �� Rd �� ��� � ��� ���� �� ������ � �� ����

�� ������ ������ �� ������� ��������

����� ���� ��� �� IRSC ������ �� �������� �� �������� ������ �� �����

0 10 20 30 40 50

0

15

30

45

60

75

amorphous SCphigh SCp

deposition time t [min]

crys

talli

ne v

olum

e fr

actio

n IR

SC

[%] low SCp

0 100 200 300 400 500 600 700

deposited layer thickness d [nm]

����� ����� � ������ ����� �������� �� �������� �� � ����� ������ �!

�������� �� �� � �� ����� �� � " ������ ����� ����

�!�� � ������ ���� � ���� ���� ������������ #���� SCp$% �

��� SCp ��� �� �������� SCp�

�� ������ �!�� �� �� ���� ������������ #SCI$ �� ��� �������� �� � �!

������� �� ��� ���� �� ���� ���� �� SCI �� �� &�� ������ �� �� ���

SCp �!�� � � ������ ����� ��� �������� �� ������ ��� ��� �� ��������

������ �� ����� ���� �� �������� �� ������ ������� �����!

���� �� �� ������� ��� ���� �������� �� �� �� ��������� �� ' ��

��(��� ������ �

)� � ���� �� �� &��� ���� ������� � ������� ������ � �� � �� ��*

����� +, ��� �� ∼ 450 �� ����� � �� ������ ������������ � ����� �� ��

-���� ������ �� ����� �� �� ���� ������ IRSC . , / 0��������� ������

����0 � �� �� �� ��� �� �� ������

�� �������� � ��1��� ��� �������� �� μ�!'��2 � �� �� 3 ����

��

��� ������ ��� � ��� ������� ����� � ��� ���� �

�� ��� ������ IRSC ��� ���� �� ��� � ���� ������ ����� �� � �� �������

�� ��� ���� ��������� �� ��� ��� SCp ����� ��� ������ IRSC �� ��� ����

��������� �� ��� ���� SCp ���� �� ���� �� �� � �������� ������� �� IRSC

�� ������� �� ���� ����� ������� �� � ���������� ����� ������� �� �����

!" � ��� !# � �� ��� $��� ��������� �� ��� ��� SCp ��� ��� ���� SCp �����

������������

��� ������� ������� �� ��� ���������� ����� ������� ������� �� ��� ���

$��� ��������� �� �������������� � ����� ���� �� �������� �� ��� ��������

�� ������������ ������� �������� ���� ���������� �� ���� ������� �����

���� �� ��� μ� %�&' � ����� �� �(������ �� ��� �� ���� ����� �� ��� ��������

���� ������ ��� ��)���� �� ������ �������� ��� ��� ������� ������ ����

��� ������ ����� ������� �� *������� +�"", ���� �� �� �(��������� �� ���

������� �� IRSC ���� ��� ������� ������

-��� �� ��� �������� ����� ���� � ��������� ���� ������� �� ��� IRSC ���� ���

������� �� ��� ���������� �� ��������� ����� ��� ������ ������������ ����

��� ��� ����������� ��� �������� ��)����� ���� ���� �� ��� ����� �� ��� �����

������� �� IRSC �� ��� ������� ���� �� ��� ��� IRS

C � ���� ��� ��� ���� IRSC

������ ��� ������� ������ ��)����� �� SCI ����� �� ��.���� ����� ������ ��

���������� �� ��� ������� IRSC �������� ���� ��� ������� ����� �� ����� ��

���������� ��� ���� �� �� ��������� �� ��� ��.���� �� ��� ���� ����� �����

�� ������ �� ������ ����������� +�"� �"� �"� �"/ �"� �"! �"#,� 0�������

��� ������ IRSC �� ��� $�� ��������� �� ��� ��� SCp � ���� ���� � ��� SCI

���� �� �(������ �� �� ������ ���� ��� ������ IRSC ������� �� ��� ����

SCp �����

4.4.3 Controlling the the Initial Phase of Deposition

1������� ������� �������� ����� ��� ������ ���� �� �������� �� ����

�� ������� ���� ���� ���������� ��� ���� ������� ����� ������� �� ���

��������� �� ����� ���� ��� ���� ������� �� 2��� /��� �� �(������ �� ��� �� �

���� �� ��� �(������� �� ����� +�"3,� '���� � �������� IRSC �� ��� �4� ��������

���� �� ����$���� �� ������ ���������� 0�� ��� �� ������ ��� ��������� ��

��� IRSC �� ��� ������ ������ �� ��� ������ ������������ ���� ��� ������� ����� ��

����������� %����� �(�������� ���� ���� ����� �� ����� �� ��� �������5�����

#�

� ����������� � ��� ��������� ����� ������ � ������ ����� �����

20

30

40

50

60

70

crys

talli

ne v

ol. f

rac.

IRS

C [%

] controlledincubation

0 10 20 30 40 500.20.30.40.5

controlledincubation

b)

SC [%

]

deposition time t [min]

a)

0 100 200 300 400 500 600 700deposited layer thickness d [nm]

������ ��� � ����������� ������ �������� �� ������ ��������� ���� ��� �������

�� ���������� �� ��� ������ ������������� ������ ��� ������� ����� ��

�������

� ������ ������������� ������ ���������� �� ��� �������

�� ��� ������ �������� !" #$%� &��� ������ ��� ������� �� ������� ��� �������

����� �� ���������� �� ��� ��������� '�� ��������� �� ��� ��� SCp ������ (� ������

�� � ��� IRSC �� ������ ���� ��� ������� � ������� �� ��� SC ������ ��� �������

����� �� ���������� �� ��������� ������ �� � ����� ��� ������ ������ �� ���

������ �������������� ������ ��� ������������ (� ��� �� ���� ���� ��� �������� ��

IRSC ����� ��� ��������� �� ���������� �� ���������� �� ���'���� ��� ��� )������

��� ����� ��������� ���� �������� �� ����� � ������� IRSC �� * + ���� �������

�� ������� �� ∼ 38 + ��� ��� ����� ��������� ���� � ���������� ������� ����� ��

������� , ��������� �������� IRSC ������ ��� ����� ��������� ����� ��� ��� ���

�������� ���� ���� ������� -� ������� ������.��� ��� SC ���'�� ���� ����� ��

�� ���������

/0

��� ������

4.5 Summary

�� ��� ����� ���� � � ����� �� � � ��� �� ��������� ����� �������

����� ��� �� ��� � � ��� �� ������� �� � � ��� IRSC ������ ����������

����������� ���� ������ � �� ����� ����� ��� � ����� ��� �� �� ��

���� ����� ��� �� �� � �� ���� � �� ��� �� �� ���� � �������� � �

� ��� ��

�� �������� �� �� � � ������� �� IRSC � ��� �� � �� �� � ����� � ��

������ �� �� � ���� � ���� � ����� �� � �! � � ����� ��� � �������

������������ ������ "� ��� ���� �� ������� �� �� � ���� � �� �� ���� ��

�� ���� �� �� ���� �� � ����� ����� � ��� �� � �� �� ���� �� �� � �����

� �������� # �� �� � ���� � �� ���� � �� ��� � ���$ � ��� �� ���� �

%� �����

������ ���� � � ����� � ��� � ����� ���� � � ����� � ��� � �� � ��

����� "��� �� � �� �� �� ��� � �� ����� �� ��&�� ��� �� �� � ������

��� � ��� ���� �� ������ � ���� � ����� �� �� ��������� ����� �������

'�� � ���� � � ( ���� )�)�)' ��� ��� �� � ��� �� � � � �� ��� (�� ��

����� � ������� �� �� ��� � � � ���� �� ���� �� � � ����� �� ��� ����� ����

� � ������� �� �� ������ � ���� � ��������$���� ��� � ��� � � � �� ����

������ ������� �� �� ������ *�� � � ��� ����� �� ��� �� � ��� �� �� �

��� � ��� � ���� �� !+) ���

�� ������� ���� ��� �� �� � ����� �� � �(,# ��� � ��� ���� �

�� �- � �� �������� �� � ������� ��� �� �� �� ��������� ����� ������� ���

��� �� � � ��� ��� �� �� ��� ����� �� ����� �� ��� �� �� ��� �� �� ���� ��

���������� �� ����� ��� ���� ����� � ������

5 Influence of a Process Instabilityon Layer Growth and Solar CellPerformance

�� ���� ����� �� ������� � � �� ������� ����� ��� � ���� � ���

����������� �� �������� �� ����� � � ��� �� ��� ��� � ��� �� ����� �

� ���������� � �� � ��� ��� � � ��� ������� ���� �� ������ ������ ��

�� ������� ����� �� ���� � ����� �� ������� ����� ���� �� � ��� �

��� � � ���������� � ��� ������������ �� �� ����� � ��� � � �� ��� � ���

5.1 Influence of a Process Disturbance on the

Plasma and the Growing Film

�� ���� ���� � � ����� ������ � � � ���������� � �� ��������� ����

�� ��� �� �������� �� ����� � � �� ����� � � ���� � � � ����� � ��

� ��� ��� � � �� �������� �� �������� ����� � � �� ���������� � ���

������ � � �� �� ���� ��� �� �������

5.1.1 Design of the Experiment

�� ����� � ������� �� �� �� � ��� � ����� �� � � �� ���� ��� ���� �

��� �������������� �� ��������! �� ����� ��� �� ��� �� ��� � ��

����������� " � �� ������ � � �� ������ ����� ���� ���� ����������

�� ������ #��� �� � ������ � ���� ����� � �������� � ��� ����������

� ��� ������ � � � ���� �� ��� $� �� ���� ������ �� ����� ������ � ���� ��

%&

� �������� � ����� �� ������� �� ���� ������ �� ���� ���� ���������

��� ����� �� ��� tdis� �� ������� wdis� �� � ���������� ���� �� ����� ���

������������� �� ����� �� ��� � �� ���������� ��� ����� �� ��� ���������� ��

����� ���� ����������� ������ �� ��� ����� �� ��� ���������� �� ��� ���������

����� �� ��� �� � ��� ����� �� ��� �� ��� ���������� �� ���� �� ��� ���

����� �������� ��� ��������� ����� ��������� �� ����� ��� ���������� �� ����� ��� �

��� ������ ��� �� �� ��� � �� ��������� ��� ����� �� ������� ����� ���

���������� ������ ���� � ������ ����������� � �!" ������� ���� �� �������

����#���� �� $% �� ��� ������� �� ������� �� ������ ��� ����������� �� ������

����� ���� �� ��� ��� �� ��������� �������

&����� '�( ����� ��� ������ �� �� ����� )�� ����� � ������� ����������

��� �������� �� ��� ��� )��� ������� �� � ���� �� ��������� ����� ��� �� � �!"

����� ����� �� ������� �� ������ $�$ �� $�(� *� ����������� ���������� �� ���

����� ������ �� ����� ��� �� ���������� ��� ������ )�� �� � ������ �� (�+, ��� �

��� wdis �� (-% �� *� �� ������� ������ ���� �� ' ./� ���� ������� �� �������

0% � �� ������� ����� ������� 1� �������� tdis ��� ���������� �� ����� ���

�� �2����� ��������� ������� ��� �/� �� ��� �/� ����������

5.1.2 Reaction of the Plasma Composition to a Change ofthe Source Gases

�� ��� � ��� �������� �� ��� ����� �� � ���������� ��� ������� ������� ���

����� � ����� � ���� �� 3� &����� '�$ ����� ��� ����� ISC� �� ����������� �� �

�"∗ ���� �� +(+ � �� ��� �� ����� ���� ���� �� +-, �� ���� ����� �� #���� ��

�� ������������ �� ��� ������ ������������� ���� � � 45367 ����� 8(+� ('� (,�

(9:� ��� ������� ��� �� �������� ��� ����������� ���� ����� � ���� ��� �����

������� �� ������ $�;�$ �� �� ����������� ��� �� ( � �� ��� ������������

����� ������� �� � ������� ���������� �� ' ��

��� ����� �� ������ �� t = 0 �� *���� (-% � ����� �������� ISC �������<��

�� ������� %�9$� ��� ������� ����������� �� ��� ������ ������������� �� � 45367

����� ��� ���� ��� �� ��������� �� �� ��������� �� ��� �2����� �� ������

�������� ���� ��� ����� <��� ��� ��� ���� �� ��� ������� ����� 8(%%:� *����

;%% � ��� SC ��� �������� ��� (�%' = �� '% = �� (�', =� * ���� �������� �� ISC�� ������� � *���� � �������� ��� �� ������� (% � ISC ��� ������ � ������� �����

�� ����� %�-(� ���� ���� �� ��� ������ �� ��� ����� ���������� �� ���������

-%

��� ������� � � ���� ���������� � ��� ����� ��� ��� ������ ����

0 250 500 750 1000 1250 15003.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

sila

ne fl

ow [s

ccm

]

time t [s]

320

340

360

380

400

hydr

ogen

flow

[scc

m]wdis

tdis

������ �� ��� �� �� �������� ������ � � ���� ������ ���������� ���� �

��������� � ������� ��� �� ��� ������ �������� ��� ��� �� ��� �� ���

��� ��� �� � ���� �� ��� ��� � � � ����� �� �������� ���� ���

�������� �� ��� ������� ��� � � �� ! �����

�� ��� �� ����� ��"�� �� " �� ��� ����������� �� � ����� �� ��� � � ��� �� ��

��� ��"� �� � #�� ��� ��� � � "�$���� �� ��� ���������� �� "��� �� �� ��"�������

���� ���� ��� ������� � � ��"� ����� ����� �� ���� �� ISC ������ ��� �� �"

�"������ �� ����%��� & ��"�� ��� � �� �� ����� �� ��� �� �" �� �� ��� �� � �

��� ���� �"��� �� ����� ����� �� �����!�� ���� ��� �' �� ������� ���� �� ��

5.1.3 In-situ Raman Measurements During a ProcessDisturbance

(������ ) " � ������������ �*��� � � �� �������� ����� ��� �������� �� ! ���

���� �� ������� ���������� �� ��� ����� ����� !���"� �� ����� �� ������� � ����

+���� ��� ��"��� ���� �� ��� �����" ���� � ���� ���" ,-� �� ������� ) " �

������������ �� ���� ��� ��!����� ���� �� ��� ���������� ������� ���������� ��

��� ���������� �� �" �� ��� ������� .�"�

�� ��� �� �����" ���� ���� ��� �� ����� �� ��� .�" �� ��� �� ��� �� ��� � �

� �������� � ����� �� ������� �� ���� ������ �� ���� ���� ���������

0 120 240 360 480 600 7200.70

0.75

0.80

0.85

plas

ma

emis

sion

ratio

I SC

time t [s]

1.0

1.2

1.4

1.6

sila

ne c

once

ntra

tion

SC [%

]

������ �� �� �� �� �� �� ���� ��� �� � ���∗ ���� � ��� �� ��� �� ��������

�� � ���� � ��� �� �������� � �� ������ ������ �� ��� ������ �

������ ���� �� ������ ������ �� ��� !�� ��"�� �� �� �������� ��

������ ������ ��� #�!�

������� ��� � � ���� ������� ������ ��� ��� ������ �$�����$�� �� �% ���� ��

�� � � ���� !��� �������� �� !���� ����� � �� � ������� ������ ��� �� ����

&� �� �� ���������� � !��� ������� �� !� � �� ������ ��� ��������� �� ����

&��� ������ ��& ���!� �� ��$�� � IRSC �� ������� ������ � ������ ��� !� � � tdis

�� ��% �' !���� ����� � �� �����(��� ��� ��% �� �� ������ �� )�� ��� � wdis ��

��% �� �� )�� ���*���� �� �� ����+�� �� �(�� �� �� )���� !�� ������� �� ����

�� ������ ��� �� � �� ��� ,-� !���� !�� �� ������� ����� �.�� ��� �� ��� ��

��� �����/�� �� ���� � �� �� � �*�� ���*� �� ��$�� � ���������� � ���! ��

�������� �� IRSC � �� ��������� �� ���! � !���� �������� � �� �(��� �� �������

�������� �� IRSC � ���� �� ������ ��� ����� ���� ��������� �� ��� ��� ���� 0� ��

���� ��% �� � � ���� IRSC �� ∼ 60 1 ��/������� �� �������� �� SC � tdis ��

�����!�� �� � �������� �� �� �������� IRSC � � ������� �� ���� �2 1� 3���

SC �� ��������� ����� �� IRSC �� �� ����� � �� � � ����/�� � ���� �� 1�

�� �� � �� IRSC �������� �� � ���� ��� � �� �������� �� SC �� ��!�� ���

�� �� � �����/�� �� �� ���������� SC� 0��� �� �����/�� )��� IRSC �� ��!�� ���

��� ������� � � ���� ���������� � ��� ����� ��� ��� ������ ����

0 250 500 750 1000 12500

15

30

45

60

75cr

ysta

lline

vol

ume

frac

tion

IRS

C [%

]

deposited thickness d [nm]

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

sila

ne c

once

ntra

tion

SC [%

]

0 500 1000 1500 2000time t [s]

������ �� ��� ������� ������ �������� ��� ����� ������������� ������ ���

������ �� � ����� �� ����� � �� �������� �� ��� ����� �������������

���� � �������� �� ��� �� ���������� ����� ��� �� ���� ������

������ ��� �� ��������� �� ����� ��� �� ��� !���� ����� ������� � ��������

���������� ���� ������ ��� ��� �� ��� ���� ����� ��� �� ��� �������� �� ��� ���

����������� "���� ��� ����������� �� IRSC � ������ ����

� ���� ��� ��#����� �� ��� �������� �� � �� �������� �� ��� ������ � ��

IRSC ����� ���� � wdis �� $� % ��� ��� �� ��� � tdis �� ���� ���� ���� �����

&� ������ ��� ��� ��' ��� !���� ��� ���������� �������� ������ ��� � ���� �����

��� ��������� �� tdis �� ���� �� ��� �� ����� $�� �� �� ���� ���� ����� �����

�� ��� �� ��������� (����� ��� ������ �� SC �� IRSC �� �����)������� $* + �

�� ����� ��� ��� ����� � , ��� �� ������ �� ��� ��� ������� ������ ��������

���� �� ������ � ���� SC � ������ ��� �� ���� �� ��� ������ � �� ��� IRSC

����� � ������ ��� ��� ����� ���� ����� �

�� ������� �������� ��� ������� ������ �������� ���� ���� wdis� ��� ���

wdis �� �� ��� !���� ������ ��� � ���������� �������� -�� ������ ���

��� �� ��� �� ��������� �� ��� ������� �� ��� -�� ���� .� �� �������� ��

� ����� �������� ��� ��� ����� ��� �� � ��� ������� ������ �������� �� ��� ����

SC � ������ �� ������

� �������� � ����� �� ������� �� ���� ������ �� ���� ���� ���������

200 400 600 800 1000 12000.6

0.8

1.0

SC [%

]

deposited thickness d [nm]

15

30

45

60

75

1 min Step 3 min Step 5 min Step

crys

talin

e vo

l. fr

actio

n IR

SC

[%] 500 1000 1500 2000

time t [s]

������ �� ��� ������� ������ �������� ��� ����� ������������� ������ ���

������ �� ����� �������� ����� � � �� �������� �� ��� ����� ����

���������� �� ����� �������� �������� �� ! "# ��� $ % ��

�&&���� ����� " � �� ��&� ������

����� ��� SC � ������ �� ��� IRSC �� ��� ����� ����� � ���������� ������

�� ����� ������ ��� �� ��������� '� ������(� �� ������� ) ��� ��� ��� ��&� ��

���� � � ��������� ����� ��� ����� ��� �� ��� *���� ����� � ������� ������

��� &�� � �� ��&� ������ +���� ��� ����� �� IRSC ������ � ���� ��&� ����� �����

,� ������ �� ��&����� �������� ��� ����� ��� -���� ��� ���&������ �� ��� � ��

������ ��$ ��� ��� ���� �� ������ ���

5.1.4 Discussion

'� �� ���� ���� �� ��.� ������ ��� ��� ����� ������ �� ��/� � �� � 0���������

�� ��� ����� �� ���&� ����� ���� ��� ��� &�� �� ���&� ������ ,���� ��� ���

&� ���� ��� �� ��� ��� ��������

� �� �� �� �� 1������ � ��� &��� �� � ����� ���� �� ���� ����� &������ ��

&������ � ��� �������� ��� � ���������� ������ �� ������ ��� ��� � 2�� �� ���

#

��� ������� � � ���� ���������� � ��� ����� ��� ��� ������ ����

������ �� �� ��� �� ��� ������� ��� ������ ������� �� �� ������ �� ���

������ �� � ���������� ��� ��������� ����� �� �������� ��� � �� � ���

� �� �������� �� �� ��������� ��� � �� ������� �� ��� ������ �� �� ���

�� � ��� ��� ����� �������� ��� �� �� �� ��� ���� ������� �� �� ������ ��

������ �����������

��� ��������� ������ ������ ��� � �� ����� �� ������� !�� ���������

�� "����� #�$�%! � ������ ������ �� �� ������ �� �� ������ %#� �� �����

�� �� �$# �� �������� ���� ����� �� ���� �� �� ����� ������ �� � ����

���� �� ������ � ��������� ����� &���� ����� ��� ��� � ������� IRSC ��

�� �������� ���� �� �������� ���� ��� � �� �� � �� �� ��' ()� ��

�������� �������� �� ��� ��������� ������ �� ������ #* ��� +� ���������

�� "����� �% �� ������� &���� ����� ������ � ��� ������ �� ��� ����

������ ������� ,���� � ���� ���� �� �� �������� ������� �� ������� ��

� ��� �� ��� ���� �� � ������� � �� ��� ���������� ����� �� ��� � �

��������� ������� �� IRSC ����� �� ��������� ����� �� �� �������� SC�

"���� ���� %'* �� �� �� � �� � wdis �� $** � �� ��������� ���� �� ���

���� �������� ���� ��������� �����-�� �� �"�., �� � ��� ������� �

�� ������� ������ ������� ����� �� ���� ������ �� ��� �� �����������

/� ���������� ������ &���� ���������� ��� �� �� ���� � ������� ��

�������� ������ �� �� �� � ������ � � ������ �� ��������� ����������

��� ���������� �� �� ������ ���� ���� ������ %* � � �� �������� ���

�� �� ��� � �� ������ �������� �� $� � ��� �� ���� ��������� ���� ��

%#� �� � ���� ������ �������� �� ��� �� �� �� � ��������� ��� ��

������ �� �� �� � �������� ��� �� �� �����

0��������� ������ &���� ���������� ������� �� �������� �� � ����

�� �������� �� ��������� ������� �� �� �� � �� � ����� + �������� ���

������� ��� � ���� ��� � ������� �� IRSC �� ������� ������ �� �� ����

�� �� ������� ��� � �����1��� ������� �� �� SC� �� �� ������ ��������

�� �� ��������� � �� �������� � ���� �� ������ ��������� �� ������

&���� ���������� ����� � ���� ������ �� �� ���� �� �2����� 3� �������

��� SC � �� ������ ����� �� ��������� ������ ������ �� �������� ��� ��

��������� ���� �������� � �� ������ IRSC � ���� ������ ��� �� �����-��

�� ������� �� ������ �� � �� ��� ���� � �� ��������� ������ �� SC ��

��� ������ ��� ��� ������� ����� ��� �� ���� �� �� ���� �� �� �����

'�

� �������� � ����� �� ������� �� ���� ������ �� ���� ���� ���������

������� ������

5.2 Influence of a Process Disturbance on μc-Si:H

Solar Cell Performance

�� �� � ���� �� ��� ������� �� ��� ��� � �� ��� ����� �� �� � � ��������� ��

����� � �� ���� � ��� � � �� � ���� � ������� ������� � � ��� ���������� ���

�� ��� ����������� �� �� ���� � ��� ���� ��� � ���� �� ��� ����� �� ���

� ��������� �� ��� ������������ �� �� �� ���� ��� � ��������� �� ��� ������ ��

����� ����� �� ���� ��� ��� �� � ��� ���� ��� ���� ��

5.2.1 Influence of the Position of the Disturbance

�� ����� ��� ���������� �� ���� �� ����������� �� ��� ��� � �� �� � � �����

����� ��� ��� � �� ��� ��� tdis ��� � wdis �� ��� � ���� ���� �����

!��� "" �# ����� ��� FF ��� ��� Voc �� � ����� �� �� tdis �� ��� �� ����

���� ���� ���������� �������� � tdis � ����!�� ���� � � �� ��� � �� � �������

������� �� tdis ��� FF �������� ���� ������ ������� Voc ������� � ��$ ���

��� � tdis �� ��"� � ������ �� � �������� ��� ��!�� tdis

��� Jsc �� ��� ����� �! ���� ��� ����� � !��� "" �# � � � �� ��� �

tdis �� � � ��� �������� ���� ������ � ��� ��� � �� �� ��� � ��������� � �� ����

������� ��� ������ %�� �� ��� ��������� �� �� �� FF ��� Voc ��� ���������� ��

Jsc �� tdis ������ � ��� � � ��� �� η ��� � tdis �� &�� � ��� �� ������� � ���

��� � �� � �� ���� ������� ��� ������

��� ������ ��� � ����!� �� ��� ���� �� � �� ��� � ��������� � ����� �� ���

����� �� ����� � �� � �����!� �������� �� � ���� �$������ ��� �� ��' () ��� ��

*��� ��� ��� � �� �� ��� � ��������� � ����� ������� ��� +� �������� ��� �

������ �� �� �� ��� ������ ��� � ����!� � ������ �! ��� ��$ ��� �������� �

Voc �� "," �� �� � tdis �� ��"� � � ��!�� ���� �$������ ��� ��� �������� ���� ��

����� ��� � ���� &� ��!����� � �� ��� ���� ��� � !� FF ��� Jsc �$�����

��������� �� �� ��� � �' () � �!� -���� �� ���� �� ��� ���� ��� �� � ����� �

������ ����� � �! ���� ���� ��� �! ��� ����� ������� ������ �� ����� ����� ��

�.

��� ������� � � ���� ���������� � ���� ���� ���� ��������

40

50

60

700 250 500 750 1000 1250

deposited layer thicknes prior to disturbance [nm]

b)

fill f

acto

r FF

[%]

a)

500

600

700

800

open

circ

uit v

olta

ge V

OC[m

V]0

2

4

6

effic

ienc

y �

[%]

0 250 500 750 1000 1250

10

15

20

25

30

deposited layer thicknes prior to disturbance [nm]

shor

t circ

uit c

urre

nt d

ensi

ty J

SC [m

A/c

m2 ]

0 500 1000 1500 2000position of disturbance tdis [s]

0 500 1000 1500 2000position of disturbance tdis [s]

������ ��� �� � ���� � ��� � ���� �� ������������ ���� �� �� �������� �� ������

������� ������� ������� � �������� �� ��� �������� �� �������������

�� ��� ��� �� �������� ����� ��� ��� ���� �� ��� ������� ��� � � � ! �

��� �� ��� ��� � ������

����� �� ������ ��"� #� ���� ����� �� � � �� ���� �� � ��� wdis �� � ! � ��� �����

� ����� ����$� �� ����� ����� �� ���� �� � %! & ����� ���������� �������������

�� ��� ��������� � ��� �� � �� �'������ �� ���� �� ��� ������ ������$ ����

��� ��� � $ '�$�$ �� Voc � tdis �� ���� (!! �$ ����� �� ���������

�� ��� ������� � �)��� �� ����� ������� �� ��� * ��������� ���������� +��!,�

���� �������� � ����� �� �� ��� IRSC ���� ��$ ����-���� � ����� �� ����������

����������� .� ����� ���� ��� * ���� ���������� ��$� ���� $ � ��� �� ��� ��

��/ $ ���� � ���� ��� ������ ��� IRSC ���� ��� ����� �'����� #� ������� ���

��-� ��� ���� ��������� �� ���� ������� ������� �� ����� ����� �� �� ��� IRSC ����

����� ������� �����$��� � ����� �� �� IRSC ���� ��$��

��� ����� �� �� ��� � ���� ��� �$ �� tdis ����� �� �'�� ���� �� ��� ����� ���

������ $� ����$���� �� ��� ����� ����� ����$� �� ����� ����� �� ������ ��( �� �

���� ������$�� ������ ��� ���������� �� ��� ��� � ������ #� ���� ����� ��� IRSC

��� ���� ������� ������ ��� ���� 0! $������ �� ���������� �� ��� � ����� ���� tdis ��

! � �� %�! � �� wdis �� � ! � �� ��$� ������� ��� ��������� � ��� ���������

���� tdis 1 ! � � ����� � ����� ����� �� ����� �� ������� %! & �� ��������� ���

IRSC �� �������� ������� ���� ����� ���� ���������� ��$�� 2���� $��� �� � (!! �

3����� �� $��� ������ �� � ��� ��� ���� �� ��� ������� ���3 ��� ����� ����� ����

�$� �� ����� �� ��� �� ����� �� ��� ��� ������� �! & � ���������� ��$� ��

4

� �������� � ����� �� ������� �� ���� ������ �� ���� ���� ���������

0 250 500 750 1000

0

15

30

45

60

deposited thickness d [nm]

tdis= 3.5 min

crys

talli

ne v

olum

e fr

actio

n IR

SC

[%]

increased SC

tdis= 0 min

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 deposition time t [s]

������ �� ��� ������� ������ �������� ��� ���� ������ ��� ���� ����� �� ���

������ �� ����� ���� � �� �������� ������ ���� ������ ��� ��� �� �����

�tdis� ��� �������� �� ��� �� �������� ��� ��������� �� ��� �������

���� �

� ���� ��� ������ �� ����� ���� ���� ���� � tdis �� !" ��� � ��#����� ����$

������ ��� � %��� ��� ������� ������ � �� IRSC ����� μ�$&�% ���� ����� ���������

���� �� ���� �� ����� ������ ���� &������ '�' � ����� (���� SC � ������ ��

��� ��$ ��� �������� ��� ������� ������ �������� ������ � �� ����� ! ) ������

��� ��� �� ��� �� ��������� *��� SC � ������ �� ����� ��� +�� ������ �����

���� � ���������� ���� ������ ��� ��� ������� ������ �������� �� ����� ������ ���

+� � ��� ������� � ��������� ���������� �� ��� ������ ��� ������� �$����� �����

���������� �� ��� ��$ ��� ����� ��� �� ��� ����� dinf � ��� �� ����� ��#������ ��

��� ����,�� �� ��� �� ������ ����� ����� �� �-������� �� ��� ���� ���� � ���$

������� �������� ����� � ���� ���� ������ ��� ������� ��� � ��� � tdis �� �

%���� �� ��� ��� ��� � � ���$����� ��� ��� +�� ���� ���� ���� � ������� SC

����� ��� ��� �� ��� �� ��������� ( ������ �#��� �� �� ����� �� &������ '�' ���

�� ������ �� μ�$&�% ����� ���� ���� �� �� �$&�% �$������ .� � ������ ����� ���

���� ���� ������ ���� ���� ���� �� ��� �� ����� ����� �� ��� ���� ���� ���� tdis /

00

��� ������� � � ���� ���������� � ���� ���� ���� ��������

400 600 800 10000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

tdis = 210 s

U = -0.5 V

qu

antu

m e

ffici

ency

QE

[%]

wavelength � [nm]

U = 0 V

tdis = 420 s

������ �� ��� ��� ����� �� �� ��� ����� ����� ���� � ������� ���� � �� �� ����

��� ��� ��� � ����� ��� � � � ��� � �������� ���� � � ������� ���

��!���� "����

� � �� ��#������ ���� � ������!��� ���� ��������� � !����� ������� ��� Voc �� ���

������� � ����� ���� �� $��%��� � �� ��� ��� ����� ���#���$ �"�!� �� � ����� ��

��#���� �� � ����#���� ������ ��!����

&�� ������� ����' ��� �� ��� ����� ��#������ ���� � tdis �� ��� � � ������� ����

��� ��������� � !����� ������� �� ��� ��#���� #��� �� ��� ����� ���� ���� � ���

������"� �� ��� ����� � ���� �� ��� ��� ��� ���� �� ���� ��� ��� ������ �� �

�(�) ������

&�� ������� #������� �� �� ��� ����� ����� ���� tdis ������� ��� ���� � �����

"� �*#��� �� "� ��� ���� ���� ��� ������"� �� ��#���� �� � "������ ��� ��� �����

+���,� -�� ��� #������ �� ��� ������"� �� �� ��!�� ������� ��� �. �� �������

� � ������ � ��"�� �� �������� ���� "� �"�� �� ����� ��� #.��� ��������

&�� #��"�"����� �� ��� ����� �� #��� ��� "������ �� � ������� � ��� � �##����

��!���� "���� /�������� �� �� ��� 0�� ��� ����� ���� �� ����� ����� ���� ����

���� � tdis ���� ������� ��� �� ����� ���� �%���� 1 ������ �� ��� �2 �� �����

����� ���� � tdis �� ��� � � � ��� � ���� � � ������� � �*��� �� "��� � ��!����

�������� ��� ���#����� &�� ����� ���� ��#������ ���� � tdis �� ��� � ����� !���

�3

� �������� � ����� �� ������� �� ���� ������ �� ���� ���� ���������

��� ��������� �� ��� ������ ������� ���� �� � ������� ��� �� ��� �

�� �� �� ������� �� � ����� ����� ���� �� ����� ���� �� ���� ���

�� �� �� ���� ���� �� � tdis �� !� � �� ��� �������� ��� ��� ������ ��

�� �� ������ ��� ��� ���� ��"����� � �� ������ � �� ����� �� � ��

��� ����� ���� ������� � ������ ��� �� �����#

$�� � ���� ���� ����� �� ������� %&����� !�'( ��� �� �� � ������ ��

� �� ���� �� �� �� ���� ���� ��� �� ���� ������� � ��� ����� � ��

�)�*� ����� ������ ���������� ����� �� � �� � ����� ���� �� ������ ���

���� ����� �� ��� ��� ��� �� � �� ��� �� �� �� ���� ��� �� ���� ��������

�� �� ������ ������� ��� ������� �� �� ���� �� �� �� ��� ������ + ��

���� ����� �� �� �� ���� ��� ������� �� ����� �� ���� �� ����� � ��

�*����� ,��� ����� ��� �� �� �� ����� �� ���� �� �� ��� �� ��� �����

� �� �*���� ��� tdis �� !� � ��� ������� � ���� ���� �� � tdis !'� ��

��� �- �� �� �� �� ����� � �� ���� �� �� ��� �� ��� ����� � ��

�*���� �� � �.����� �� �� ������� ,��� �� �� �� �� ���� ���� ������ ��

�� � tdis �� !� � �� �������� ��� � �� ��� �� �� �� ���� ��� ������ � ��

������� ���� �� ����� ���� �� ��� ��� tdis �� !'� ��

/������ �� ��������� � �� �*�� � 0� ���� ������� ���� ����� � �*

��� � � ��� ����� � � ����� � ��� ��� �� 1�� ���� ����� ������ ��

�� � ����� μ�*2�#, ������� ���� � ������ � �� ��� �� �� �� ���� �

�� ����� ��� ������ �� ��� ��� �� � � �� �������� � ������������ �� ���

�� �������� + ��� ��� ���������� ������� �� ��� ��� � � �*��* ��*�

���� ���� ��������� �� ������� � ��� � �� �� ��� ������

5.2.2 Influence of the Width of the Disturbance

3��� ����� � �� ���� �� �� ��� ����� � � ��� �� �� �-��� �� � ����

�� �� ��� �"�� � ���� ���� ���������� 3� ���� � &����� �� �� ������

���� ���� ������ ��� �� �� ���� ������ � �� ��� �� �� �� ��� ������

�� � ��� �� �.���� �� ���� IRSC ���4��� � ���� ���� ��������� ���1��

������� ���� ����� �� ���� �� �)� ���� � �1� ��������� �� &����� �� � +

&����� ��� � �� ��� ���� � �� ���� �� ��� ����� � ���� ����

��������� �� ���� ��� ���� tdis 5�� �-����� �"�� � ����� �� ���� ��� �����

�� �� �� �� ���� �� ������ �� SC6 ��� ������ �� � ��"��� ��� ��� ����

7�

��� ������� � � ���� ���������� � ���� ���� ���� ��������

50 100 150 200 250 300

66

68

70

72

fill f

acto

r FF

[%]

duration of disturbance wdist [s]

510

520

530

540

open

circ

uit v

olta

ge V

OC[m

V]

������ �� ���� � ���� �� ������������ ���� �� �� ��� � ����� ���� ������� ���� ��

��� ��� �� �������� ���� ���������� ���� ���� � �� ������� ����������

���� ��� ����� �� �� �� �� � �� ��� ��

�������� ���� ���� � �� ����������� ����� ����������� �� � ��� ���� ���� ��

���� ��� �!� ������ �� ����� ��� "�� � ���� �� ��� ������������ ���� ��� ��

��� � ����� ��������� ���� ����� ��#����� wdis� $ ���������� ����� �� �� ��� "��

� ���� ���� ����� ���� wdis �� ��������� %��� ����� �� �&�� ���� �� ��� ����� ��

�� ��� !���!�! ����� ����� ����!� �� ����� ���� ����� ���� wdis ����� �� ������

��'� %�� ������������ ���� �� ������� �� ���� ! &�!�! ��� ��� ��� ������ �� �

�������� ������� ��� �� �� � ��� ���� �� ��� ��������� � ����

$� ����� �� ������ ��' ����� ����� �� �� �� ����� ������� ���� wdis ��

�� �� %������� ���� �������� ������� ���( ���� �� ��� � ��� ���� ��� ����������

�� �����!�� ���� !������� ! ���� � ���� !� �� �� � ��� �������� � ���������� ��

��� � ��� �� ���� ������ ��� �� ���������� �� ��� � ���� ������! ���� )� ��� wdis

�� ��� � ��� �� ���������� ��� ����� ����� ����!� �� ����� �� ������� ��� !���

��� ��������� ! ���� � ����� ������� � ����� ��� ��� ����� ��� ����� �� ����

��� ��� ������ ������! ��� �� ����� ����

*�

� �������� � ����� �� ������� �� ���� ������ �� ���� ���� ���������

5.3 Transmission Electron Microscopy of Layers

Deposited with a Disturbance

������������ ����� �������� � ����� �� � �� �� ������ ����������� �����

��������� �� ���� �� ����� �� ��� ���� ����� � ������� �� ��� ���

������ �� ����� �� �������� �� ������ !!" #$%� �� ��� � ����� &�

� ��� ����� � ������� �������� ����� �������� � ��� ������ ��� ���

������ '������(� �')�" ���*�(� �+)� ����� ��� ���� ��� �����

��,������� ����+� ������ &� ��� �� ����� �� ������������� �� ��� � ��

������������� -�� ���.��� ������ �� ������ �� ') ����� &� �����

����� � �� �� ���* ������" ���� � ��� �� �� ������ �� ���/� ���� ��

��� �� '���� �.������ �� ��� ����� 0� �� ��� �� +) ����� ��� �����

��� ������ �� ����� ���� �� ������ ���������� ��� �� ���*� ���

��������� �� �� ��� ���������� � �� �� ������ ����� ���+ ������ ��&

�� ������ &���� � ��� �� ������������� �� ���� �����

�� �� ��������� ������� ���� �� �������� �� (�� � ����� &��� � �������

���� �� SC" ����� ������� ��� ����� &� ������� )����� 1�2 �� ���

�� ���& �� ������ ��� ���* (� ����� ��� ���� ��� ����� ��,�������

������ �� �&� �������� �� � (� � ����� &��� � tdis �� 3414 � ��� � wdis ��

544 �� �� �� �� )���� 1�6 �� FF ��� Voc �� �� ��������� ���� � ��

51 7 ��� 1!4 �8 �� ���/�� ��� ���� � �������������� �� ������ �&�

���� ���� �� �� �������� �� ������� �� ��� !�3� �� �������� ��&�

������� ���� ���� ������ ��� �� ��������� ���&� �� �� �������� ����

�� �� '� ��� +) ����� ������� ���� � �������� ��� ���&� �� �� 9�- ����

������ ���� � ��� ����*��� �� ������ 544 �� � ��������� ���� ����

��� �/� �� �� ������� ��&� �� ����� �������� ��� �� ������ ���

�������� ���� �������� � �*�" &���� :��� ���� �� ���� ���� ��� �� ��

���� �� � �*� ���� � ��������� �� ��� ���:�� ���&�� �� �� ��������

����������

���� � ��������� ���� ���� ��� &��� � ����*��� �� ������ !44 ��

�� � ����� ����� ���&�� ������ &��� �� :���� ����������� ��� �� &����

�����* ����� ������� �/� � ��� �� �� ���� ������� ���� � �*�

�� �� ���������� &��� �� �� � �� �� ����� ���� ��� ��� ��� �� ��������

����� ��� �� ����� ����������� ��&���� �� �� �� �� ��� � ���������

2!

μ

� �������� � ����� �� ������� �� ���� ������ �� ���� ���� ���������

������������� ��� �������

��� ������� ��� ����������� ����� �� ������ ��� ���� ���� ��� ���

��������� � � �� ��� ��� ������ �� ��� ��� ����������� �������

��� ��� ��� ������ ������ �� ��� �������� ����� ������� �� ������� ��

��� � ������� �� SC ����� ���������� ���� ����� ���� ��� ������� ����

��������� ���� � �!" ������ �� � �!" ����� � ��� �������� �� ��������

���#�� ����� �� ������ ��$� ��� ����#���� �� ��� � �!" ��� ��������� � ��

tdis �� %&�& � ������ ����� ������ '%& �� �� ������� � Rd �� ��( )*�+

����� �� ������� ���� ��� �� ����� �� ��� ��#�� ��� ���������� ,�

���� �������� �������� -� �� ������� ����� ��� ������� ��� ���

��������� ���� � ��� �� �� ��� ���������� ���� ��������� � �� ��� ����#+

��� ������� �������� ���+ ����� �� ��� ��� ����� ��� ����#���� �� ���

�������� ��� �� .&& ��+ �/����� ���� ��� ��� �����+ �� ����� �� ���

�/����� %0� �� � wdis �� '&& ��

1�� �� ��� ������� ��� dinf ��� ������ �� ��� ������� ��� ����������

������� � ����� �� ��� ����� ����� � ����� ��� ���� ��������� �����

�� ��� ��� ����� �� ��� �� � ����-� � 2���������� ��� �3������ ������� ���

������� �� ��� �� ������� �� IRSC � ��� �� �� ��� ��������� � ��� �����

������ � ��� ��������� ������� ������� ��������� �� ��� ������#� ���������

���� ��� ������ �� SC � ��� ���� ��� �� ��� ���������� � tdis �������

�� ��� ��� ������ 4� ���������� ��� �� �������� ����� ������� ����

��� ��� ����������� � ������� ���� ��� ����#������ ��� ��������� ��

dinf + �� ���� ������ ��� ����� �� ������ ��$+ ��� ��� ������ �� �/�����

�� ����� ��� ��� ��� ������������

��� ������� ���� - ����� �� ��� ��� �� ������� ���� wdis �� '&& �

����� �� �/���� �� ��� ��������������� �� ��� ��������� ������� � ��� ���

�� ��� ��� ���� ���� ��� ��� �� ��� ��� ��� �� ���� ������� ��������

�� ��� ���������� 2���������� �� �� ����� ���������� �� ����� ������� ���

��� �� ���������� ���� � ������� ��� � ����� �� ������ ��$ �� ���� �

���� ������ �� �� �� ������� ��� ��� ��������������� �� ��� ���������

����� ������ � ���� ��� ��������� �� � ��������� ���� ��� ��� �����

������ �/�������� "���� �� ����� �� ������� �� �������� ���# ��� ���������+

��� �� ������� ��� ��� ����

$�

��� ��������

5.4 Conclusion

�� ���� ������ �� �� ��� ���� ��� �� ��� � ������������ �� ��� ��� � � �

����� ����� ��� �� �������� ����� ������� ����� � ������ �� �� ��� �������

�� ����� ������ ��� �� ������ � ��� ����������� �� ����� ���� �� � �� ���

����� �� ����� � ��������� ����� ��� ����� ��� � �� �������� � ������ ���

���� ������� � ��� ����� !�� ��� ���� ���� �� �������� �� ������� � ���

����� �� ����� ��� ����� ���� ��� �� ��������� � ��� ������� ����������

� �� ���� �������� "�� ������� � ��� ����� ���� �� �#����� ��� ��� ��������� �

��� �������� � ���� ���� ��������� �� ���� � ��� ����� � ��� �����������$

�� �� ������ ������ ��� ���� � ��� %����������� ��� ����� ���� �� �#����� ����

����� ���� ��� ��� � �� ������� ��� ��� ���� ���� ��������� �� ������� ���

������� &���������� ��� ���� ���� ��������� �� ����� �� �� ����������� ��

����� ������ � ������� ����� �� ����� ��� �������� � �'� � � �����

"�� �� �� �� ������ ��������� ���� ��� ����������� ���� ������� ����

�� ���������� �(����� ����� ����������� ������� ������ � ���� �� �(����

���� ��������� � ��� ������� ����� "�� ������� � �� ��� ��� ������� ��

��� ����� �� � ������ � �� �������� � ��� ������ ����������� �� ���� ��� ���

����������� ������)���� � ��#������ ������ ��� ����� � �������� ��� ��������

� ��� ����������� ���� ������� �� ��� ��������� ��� ��� � � ����������� ��

���� �� �������� "��� ��#������ ����� ��� � ��� ���� �������� ���������

������� ��� ����������� ������� ������ ��

�� � ������� � ������� ����� � ������ � �� ��� ����� �� �� ���� � ��

���� ����� �� ������ ����� ������� � ��� ����� ������ ��� ���� �� �����

���� �������� �� � ������� � ���� ���� ���������� *�� � ��� ����� ��� ���

�������+ ���� �� �������� ��� �&�$, ������ ��� � ����� wdis ��� ����� �������

���������� ����+ ���� ��� �� ��� ���� �������+ � ���������� �� ����� ��� �

����������� � SC �� �( ����� � ��#�� ��� ���� � �������� �&�$, ���� �����

-.

6 Influence of the DepositionParameters on the FilmTemperature

��� ��� �������� � ����� �� �� ������ ���� ����� ����� ���� ���

����� � ��� ��� ��� ��� ����� ��� ��� �������� �! ������ ��� ��

�� "����� "�������"� #� ��� ����� ��� �" �� � "��� ����� � "� ����"

�����" �� ����$� ��� ����������� � ��� �! ��� ��� ��� ����� ��� ��

��$�� ��� ����� ����� �������� �� ������ � ��� ������ ��� �! ���

��� �������� �� ��� "��� ����� ����� � �����" �" �����" �� �������

��� �� �$�" ���� � �! ��� ��� �������� "���� "��� ����� � "� �� �"�

6.1 Calibration of the Temperature Measurements

�� ��!�� �������� �� ������ ���� ��� ���� �! ��� ����� ��� ���

�������� ��� ��� CRam ��� %���"��� �� �&����� ��'% "����" �� ��� ���

������ ���� �" ��� � � �$������� � "�������"� ��� �������� ��� ���

� �$����" !�� ��� ���� ����" �� ��$��� � "��� ���" � μ� �����

�(�)* ��� �� +�, �� ��� � ����� �������� � -�!�� ��� ��������

�� ������ ��� ���� � ����" �� �"� ��� "��� ����� ����� � $���� ����

"����� ����� � �&�������� �������� � ����"� ��"� ��� � ���"����� �� �

���" ��� ��� �� �� ��� �" ��� ������ ��� � � ��� �� ���������

��� �������� �! ��� �� �� ��� � "�������" ���� � ����� � ��� ���

�.�������� ���� "� ����" � $� "�� /���� �� ��� �01�� - �������� ���

�������� �� ��" ���� ��� � ����� �� ��� (���� 2����(���� ����� ��

��� 3RT4 ��� �������� ��� ��� CRam � � �����"� (���� ��� ��������

'�

� �������� � �� �� ������ ��������� �� �� ���� ��� ������

0 5 10 15 20445

450

455

460

465

470

gl

ass

tem

pera

ture

Tgl

ass [K

]

time t [h]

stabilized temperature

������ �� �� �� ������ ���� ���� �� ����� �� ��� ������ �� ���� ��� ����������

�� ���� �� ����� ���� ��������� � �������� �� �����

�Theat� �� ��� ������ �� �� ��� �� ��� ������� � � ����� �� � �� ������� ����������

�� �� ������ ��� �� ��� ������ ���� �Tglass� ���������� ���� ��� ����������

������ �� ����� ��� �� �� ������ ���� �� � � � �� ����� ����� � ����

���������� ���� ������ �� �� ����� ���� ��� ���������� �� ���� ��� �� ���

������ ���� �� �� !� "�� �� ����#�� Tglass ����� �� ��� ������ �� $� ! �� ��%

� ���� ���� ���� �� � � ����� �� ������ ���� �&������ ����� "�� ��'������

������� �� ��� �� �� �� ������ ���� �� ����� � ��� ��� ������� ���������� ���%

���� "�� � �� �� ��� ��� ��� ������ ���� ��'������ �� � �� ���� �� � �� �����

(����� �� ��� � )�� �� � �� ����� ���� ���� �� � ����( ���� ��� �� ��� �� ���

�� �� ������ ���

"� ���� � ����� ���� �� ��� ������ �� ������ ���� � �������� �� Theat

��� ������������� Tglass � � ���������� �� ��� ������ ���� ������ ����� �� ���

μ�%*�+ ����������� ,����� � �� �� �������� ��� ������ ���� � � �� ����#�� ��%

��� � ���� ���������� ����� ��� �&��������� ������ ���� � � �� ����� ������ ��-

����� ��� ��� ���� ������� Theat �� Tglass� .���� ��� � � ����� �� ������ ��-

�� ��� �� ��� �� ��� ������ ���� � � �� ������ ��� �� ��� �/������ ������ ����

�� ��� ������ ��� 0� ������� ���������� ��� ������ ���� ��'������ ������� �� ���

12

��� ��������� � �� �������� ����������

450 475 500 525 550 575

400

420

440

460

480

500

gl

ass

tem

pera

ture

Tgl

ass [K

]

heater temperature Theat [K]

������ �� ��� ������� �� � ����� ��������� ���������� ���� � �������� �� �

�������� �� ��� ������ ��� ��������

��� ����� ��������� �� �������� ��� �� �� �������� �� ��� ���� �������� �� �������

���� �� ��� ������ ��� ����� ����� ��� �� ��� ���������� ���� ������������� ����

�� ��� ��� ������� ��� ����������� ������������ �� ��� ���� ��������� �����

���� ������� ��� �� ������ �����������

�� ��������� CRam ���� � ����� �� �������� Theat ���� �������� ����� ����

��� ���������� ��� ������ ��� �������� ������� ���� !"◦# �� $""◦# � ��� �����

��� ������� ��� ���������� ����� ��� ������� �������� �� ������ ��� % ������

����������� ������� ��� ��������� �� ��� ��� ���&��'��������&�� ��������� �����

(RT) ��� ��� ���� ����� Theat *�� �+ ����� ��������� ,-������ �.* �� ��������

�� ������ ��$� ���� ����� ������������ CRam �� ���������� �� 1.19± 0.09�

/� �������� �� Theat ��� ��� ������� (Tfilm) �������� �� ���� � �������� �

��0���� ��� 1�� ��� ������� ���� ������ �� ��� ������ �����������

% ������ �� ��� 1�� ��� ������� ������ �� ������� �� ���������� ���� ��

�������� �� �������� �� ��� ���&��'��������&�� ��������� ������ �� �������� ��� ����

����� ������ �� RT �� � ��� ������� �������� Δ T 2 ��� ����� �� RT ��� RT+Δ T ��

���������� �� ,-������ ��3� 4��� ���� ������ ��� ������� ��������������� �����

..

� �������� � �� �� ������ ��������� �� �� ���� ��� ������

�� ����� �� �� ������ � � ������ � ����������� �������� Δ T �� ��������

RT/RT+ΔT =exp(�ω0

kT)

exp( �ω0

k(T+ΔT ))= exp(−�ω0

k· 1

T · (T +ΔT )). �����

��� ���� �� ������ ����������� ��� ����� ��� ������� � � ���������������

������� �� ��� �� �� ����� ��! ��� ������� ��� "�� ����������� �� ��������

� ��� ��� �� #��� ��� � $%����� ��� �� �������� � �& � �� ���� �������

����������� ������� �� � ������ � RT � ��� � '� (� ����� ��! �� �)�����

� �� ������� �������� ����� ����� ��� ������� � � �*�+, "�� �� �����

-��� ��� ������.��� �� ������������������ ���� �� ��� "���� �� �� �� ������

� ����� ����� ����������� ��������� ���� ���� ����������

#� �������� � ��� ������������� ���� ������ ��������� ��� �� �.� ��� ����

�������� �����.��� ��� � �����.� � �)��� ��� ��� ������ ������� ���������

��� ��� ������� �������� ���� ���� �� ������ �� ��� ������� �������

0.0021 0.0024 0.0027 0.0030 0.0033

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

loga

rithm

ic s

toke

s/an

ti-st

okes

inte

nsity

ratio

ln(R

T)

reciprocal glass temperature 1/Tpyr [1/K]

����� ���+ *�/��0�����*�/�� ��������� ���� � � �*�+, "�� �� � ������� �

��� ������ ������������ �� ���� ����������� ��� ������������

������� CRam ��� � �������� 1���� ����������� ������������

�� �������� �

�&&

��� ����� ���� �� �������

6.2 Pulsed Plasma Deposition

� �������� ����� �� � ����� ����� ������� ���� � ������� ���� ����� ��

� �������� ��� ���������� ����� ������ ��� ��� ������� ��� ��� ���� ����

��� ����������� ������� ��������� � �� ���� ����� � � ����� �������� ���

������� �������� ����� ��� ���������� ���� ��� ������ ��������� ������

���� ��� ���� � �� ���������� � ������� ��� �!����� ���� ������ ���

����� ������ ��� ������� ����������� ��� ������ ����!��� �� �� ������� �

����� ����� ������� ��!���� ������ � ������ ��������� ������� "�� �������

��� ������ ���� ��� ��� ��� ��#����� � ������� �������� ��� �����

���� � ���� ���� ��������� �� ��������� �� ���� �������

6.2.1 Duration of the Plasma After-Glow

$����� ������ �������� �� �����%�� � � ������%��� ��� �!�������� ���� �

���� ��� ������ ���� ��� ������ ���� �� ��������� ��� ������ &���� ��� �����

������ ��� � ������%�� � ��� ����������� ��� ''( ������ )��� &����� *�+,

� ������ ����� �� ������� ���� ��� ����� ������� ������ -�� ���� ��� �����

������� ��� �� �������� �� ������� ��� ������ ���� ���������� � ���

�������� ������� �� �.������ /���0 ��10 ��-0 ��23� (�� � ��� 4���� ��� �����

�.����� ������� ��� ��� �������� �� � ������ ����� �� ������� ���� ��� ����

����� ��� ������ �� �������� � "�� ������ ������� ��� ������ �� �����

������ � ����� ����� ������ ������ ��� ������ � ����� ��� ��� ��������

" ������� ��� ����� ������� ������ ��� ������� �� �������� ��� ����!

������� ��� ������� )tspec, ������ ����� ����� ��� ����� ��� ����������� ���

� �� ������ ���� ��� ������ ���� )toff,� 5���� �� �� ������� � ��������� ���

����� ������ � � ��� ���� ������ ������ ������ �������� ������ ������ �

����� ��� �������� � ������ ��������� ��������� " ������%� ��� �� ������

������� toff ��� tspec ��� ���� ��.���%� ��� ����� ������ ��� ���� )tglow, ���

������ ����� ����� ���� ��� ���� �� �������� �� ����������� 6� ������ -�1 ���

����������� ���� ����� �� �.�������� ���� ������� ��� ������������ tglow

�� ����� "�� ���� ���� ���� )tdark, ��� ������ �� � ����� toff �� ��������� �

�������� ��� ����� ������� tspec ��� toff 7

�8�

� �������� � �� �� ������ ��������� �� �� ���� ��� ������

toff

tglow

spectrometer slit

plasma emissionon

off

off

time t

on

open

closed

input power

tspec

������ �� ���� ����� �� ��� ����� ������ ��� ����� �������� ��� ��� ���

���������� ������ ������ ������ ����������� ��� ���� ���� �� ���

��� �������� ���� �tspec�� ��� ������ �� ���� �toff� ��� ��� ���������

���� �tglow� �� ��� ������ ��� ���� �����

��� ���� ����� �� ������ ��� � ����� ������ ��� ��� �������� �� ������� ��!

����� ��� ����� �� ��� ������ �� ���� ����� � ������ ������ �� ���� ���� ���

���� ��� ����� �� �������� ����� �������� tspec ������� ��� ��� �� tdark� "�� � ��

�� �����#�� �� ��������� tglow

tglow = toff − tdark. ���$�

��� ���������� �����!���� ���� ���������� ��� ���� ���� ����� �� � �� �� ����!

������� ���� ��� ��� �� �#������ �������� %� ��� ����������� ���� �� ������

�������& � ��� tglow ��� �� #� ����������� '� � ����� ���(��� & �� $) "* ���

������ �� ���� + ������������ �� ��� ����� ����� ������+ �� $,- μs� ���� �������

�� � ������ �� ���� �ton� �� $�,. ��� "�� � ��� ���& & �� δ �� ��� ������ ��� �

�� ��/��� �� 0(������ ��) �� �#��� 1, 2�

δ =ton

ton + toff���)�

3��� ��� ��� �� �� �� ����� ��� ��� ���� ����� �� tspec #������ ��� ��� ���������

���� ���� �� ������ ��. �� ����������� ���� ����� tdark �� ��������� �� ,. μs ±

,-$

��� ����� ���� �� �������

ontspec

tdark

toff

tglow

time t

off

plasma emission

light collection

������ �� ���� ������ ��� ������ � ������ �� ����� �� � ���� ��� toff �� ������

������ ������ ��� ���� � �� ������ �� �� �� ���� ��� �tglow� �� ��

������� ��� �������� ��� �� �� ��� ������ �tspec� ��� �� � ��

��� ��� �tdark� �� �� ������ ��� ������ ���

5 μs� !� � �� ���� toff �� ���� ��� �� �� ������ �� �� ���� �� �� ��� �� ��

� μs± 5 μs� �� ������ �� �� �� �� �� �"�� ������ ���� �� ��� �� �� #����

������ tspec �� ������� � 120 μs � � ������ �� ��� �� 210 μs�

6.2.2 Influence of a Pulsed Plasma on Layer Growth

$�� �� �� ��%�� � ���������� �& ��������� �� � ������ ������ ������ ���& ��

� ���� ����������� �� ��� ���� '���� ��� � �� ������� $��� ���� � ����� ���

�� �� �'����� ����� �� �� ������� �� � �� ������ �� ������ ��� �� ��

���� ����� ��� ���� � ���� ��'��� ������� �� �� ������� ��� �� �� �������

��� ����� ������ � ���������� (���� �� ������ ��� �� �� ��%����� ��� �� ���

����� �� � �������� �� �� �������� �� �� ������ ��� �� � � ���� �� �'�����

����� )**+& **,- ��������� �� �� ������� ������ ��� ����� ����� ��� ������ ��

������ ��� �� � �� ��������� ". ������� �� �� ���� ��� �����. ��� ��"� ��� ���

�� ������� ������ ��� ��� ������� ������ �� ������ � ���� ��%���� ���� / ���

*01

� �������� � �� �� ������ ��������� �� �� ���� ��� ������

�������� ����� � Rd �� �� ������ Rd �� �� ���� ����� vrates

�� ���� ���� ����

�� ���� ���� ���

�� � ���� ���������� ���� Rd ������ �� ��� �� ��� ���������� ��� ����� vrates

������� �� ��� ��� �� ���������� ����� ��� ��������� �� �� ��� ���

�� ���� �� ���� ��� � �� ��� �� ��� ���������� �� ����� �� �� �

!��� ����� ���"����� �� �� #$�

� �� ���� �������� ���� � ���� ��!��� �� ���� ������ � ������� �� ������� �� ���

��!� �� ��� � ��!� ������ �� ����� ������� ��� ��!�������� �� ��� � ��!� %��&'�

�� ���� ��������� ���� ��� μ�()��# ���������� ���� � �� � ���� ��������� ��

��� ���������� ���� �� � ��!�� !��� ���� �� �"���� ��*�� ����� ���"������� ���

�� ��� ��!� ����� �� ��� �� #$ ���� ������ ��� +�!�� !������!���� %��'�

�� ���� ��� � ������ ��� �� ��� +�!�� !������!���� �� ����� �� , ����� ��

����� ���� ��� -� �� � �"���� ��*�� #���� ��� ���� ���� ��� � ������ ���

��(���� +�!�� !������!���� �� �.������ �� ���� � �� � !������� ��������� ��

Rd ��� !���� ������� �� ��� ������ !�������!� ����� ��� ����!����� �� � ����

����� �$����� �� ��� � ��!� ����� ���� �����������

� ����� ��� ��/����� �� � !��� ���� � ��!� �� ���� ������ ��� Rd �� 0 !�

��������� ���� ��� ������� � !��� ����� �� ��� ����� ����� ��� ��!������ �� �

��� ���� ��� ������(���� 1Rd,cw2 �������� ������ ���������� � ��!� ����������,

��� ���������� ���� 1Rd,pulse2 ��� �� ��� � ��!� ���������� ��� ��� ����� 1vrates2

������� Rd,cw ��� Rd,pulse ��� ��� �� ��� ��� �� ��� ������ ����!��� ���� ����

���� �������� �� �����!����� ��� ���� ����3���� ����� �� ��� ��� ��(�����������

���� ��� �� � �� � ���0 �!����� �� ����� ���� ��� ���� ����� ���� ���������

��������� �� �� � ���

�� ���� ��� � �� ��� � ��!� 1�� 2 ��� vrates �� ��� ���������� �� �� ���

���� � ��!� �� *� �� ����� �� �.������ ���! ��� ��� ��� ������� !�������� ���*��

4�� ��� ���������� �� �� ��� � � ���� �������� �� ��� Rd �� �����*�� ������ �� ���

� ��!� ����������� )���� vrates �� �� ���*� � � ��� �� ����� �� ���� ����!�� �� ��

����!�� ���� ��� ��/����� �� ��� � ��!� �5 ������� �� ��� ���������� �� �!� �

4����� ��� ����� ��� +�!�� �������! �� � μ�()��# 0 ! �������� ������

�� ��� � ��!� ����������, ��!����� �� � ��������� �������! !������� ������ �

���

��� ��������� � ��� ��� ����������� ������ ������ ������

-550 -500 -450 -400 400 450 500 5500

4

8

12

16

20

in

tens

ity I

[cou

nts/

s]

Raman shift [cm-1]

cw-plasma

pulsed plasma

������ ��� ��� ����� ������� ���� � ��� ������ ������ ��������� �� � ����

��� �������� �� � �������� �������� ���� � � ����������

���������� �� �� �� ��� ���� ��� ��� ������ ���� ����� �� � ������� �����������

���� � ������ ������ ��������� ����� � ����� � ������ ��������� �� ��� ��� ��

�� � ������ �� � �� ���� ������

6.3 Determination of the Film Temperature in

Different Growth Regimes

! ������ � ����� ����� � �� ��� ��������� ��� ��� �������� ���������� "#$#%

&'(� )�� ������ ����� � �� ���������� ������� � ��� �� ������ � ��� ���� � ���

������ � � ��������� ����� ���� ��� ������� ���� � ��� ������ �� ����� �������

����� ���� ���� �� ��������� �% ��� ��������� �� �������� � ����% ���������

����� � � � ���� ��� ���� ���� ������ ��� ��������� ��� �� ������� � �� ���

������ � ����� ����� � �� ��� ���������� � ���� ������ ��� ����������� � ������

�� � �� ��� � ��������� ���� � � ����� � � ��� ������ � � ��������� �� �������

#'&

� �������� � �� �� ������ ��������� �� �� ���� ��� ������

����������� ��� �� �

����� �� ������������ �

����� ����������������� ����������� cm−1� ���

��� ����������������� ����������� cm−1� ���

����� � ! ����������� ���" ����� �� ������������" ����� ��� ��� #����� �� �$�

�����������%������ ��������& ����������� �##���� ������ '��� ��%

#������� ����������

�& '��� �#��������#& ��� �$� ��#������� ���������� ��������� �� �$��

������� (��� ������� ��� (��$ �$� #����� #���� #�������� �����)�� �� �����

* * ��� � ��#���� ���������� �� ��� �

6.3.1 Observation of the Film Temperature at ConstantDeposition Parameters

�(� �� �$� ��#������� ������ ��������� �� ����� * ��� �������� �� ����& � #����%

��� ��#������� �������� ������ �& �$� #���� �� (�� �$�(� �� ������� * � �$��

�� #�������� �� �� ���� ��� �+ ���� $��������� ,�� ��� ��#������ �� ���(�$

����� �� ����� � -�� (��$ ��.����� ��#�� #�(��� �$� ��������� #����%

���� ���� �� �������� Tfilm ������ �$� ��#�������� ��� �����)�� �� ����� �

�$� ����� �� ������ ��� ����%������ ��������& �� ���������� ��� �$� ����������

����������� �� �$� #���� (��$ �$� ����������� ���������� �$�(� �� ����� � �(�

����/����� ������ ��������� (��$ ������ )��� '��� ����������� �� ± ��� �−1

��� ± ��� �−1 (��� ���������� ��� �$� ������ ��� ����%������ #���� �� �$�

�#����� ������ �����������

0����� � 1 �$�(� �$� ,� ��#������� �������� ������ �$� ��#������� ���

������ ,�� �$� $����� ��#������� (�� ��� �� ��◦2 ������ ���$ ��#��������

��� $��� �������� � ������/��& ����� ������� �� �$� ���� �� �$�(� ��� ���$ ��%

�������� ������� ,� ��#�������� �� ����$�& �+�◦2 ��� ��������� ��� ���$

��#�������� 3��#��� �$� ����� ������� �� ���� � ���� �������� �� ����$�& �� ◦2

�� �����/�� ������ �$� ��( #������� ��#������� 3����� �$� �+ ���� ��#������� �

��� #��������� �������� �� Tfilm �� ����$�& �+�◦2 �� �����/��

�$� ������� ��#������� �� ���$ ����� �� ������ �� �$� $����� ��#������� �$��

���

��� ��������� � ��� ��� ����������� ������ ������ ������

0 10 20 30 40 500

75

150

225

300

375

450

10 Torr0.5 W/cm2

����

�����

���

T ����� ��

deposition time tdep [min]

18 Torr0.8 W/cm2

������ �� ���� ������ ��� �������� ������ �� ������ ��� �� �� �� ������

������ �� � ������� ���� ������ ��� ��������� � ���� � �� �� ��

������� � ��� ��� �� �� ����� ��� ������ � �� ����

������ �� �� ������ ���� ���� �� ��������� �� �� ��� �� ������ �� �������

��� � ����� �� ������ ��� �� ��� ��� ������ �� ������� ������� ������� ��

�� � ����� �� ������ �� ��� �� ����� ����� ������� ����� ���� � ��������� ��

!" ���� ��� !# ����� ��� ������ ��� �$������� ��� � �� � � ���� %� ��������&

��������� �� '�� ��� ���& ��� ������� �� � �� ���� ���� Theat ������ �� � ������

���� (���� )�� ��� �� ��� �� �� �� �) ������� ��� ��� ������ ���� ��� ����� ��

��� �����*��� ��� ���� � ��� ������ �� � ����� �� �����+��� ��������� �� ��

������ ��� ������ ���� ��� ����� �� ������ ��

� % � ������ �������� �� ��� ������� �� ������ ��� �� ���� �,���� � ����

����� �� �� ��� ���� � � ������� ������ ��� ��������� �� ���� ��

��� �� ��� �� ���� �� � ��� �� �� � ��� ���� � �� �����*�� ������

������ ���� �� �� ��� ���� ������ �� �������

� -�� � �� ������ ���� ����� �� ��� ������ ��� �� �� ������ �� ��

������� .!��/ ����� ) ��� ��� �� � �� �����*�� ��� ������ ����) ����

���� ���� � �� ������ ���� �� � ������ ����

!"

� �������� � �� �� ������ ��������� �� �� ���� ��� ������

0 25 50 75 100 125 150 175 2000

25

50

75

100

125

150

175

200

������

�� �� ��

����

�����

���

T ����� ��

���� t �����

�����������

�������������

� � ���� ��

������

�� �� ��

������ �� ��� ��� ��� ������� �� � ���� ���� �� � �������� �� � ���� �� �

������ �� ��� ������ ����������� ���� ������� ��� �� ��� �������

� �����

6.3.2 Controlling the Film Temperature by adjusting theExternal Heating

! ��� �� ����� �"� ��� # � ����������� �� ���� ����� ����� ��� �������� �$��

��� ��� � �%���� �� � ���������� �� �� ����$� � ������ ��� ����������� �� ��� ����

������ ������� �� ����� ��� �������� �� Tfilm �� � ������ �� TH ������� � � ����

��� ����������� �� � ���$���� � ��������� # � ��� ���������� �� ��� ����������

�������� �� � �����

������ �� ����� ��� ��$� ������ �� ��� ����������� �� � 1 μm ����& μ��

��� # � �� � ������ �� ��� ������ ����������� ���� '((◦� �� (◦� �������

� � ����� ��� �������� ������� �� ���� �� ���� ���� ���� �����$�� �� ������

��)� ��� �����$�� �������� ��� �����$�� �� ����$��� ��� ������� �� ����� ��

��� ������������ *��� ������ +��, -����� �� ������ � ����� �� � ���� ���� ���

�������- ��� �� ���������� ��� ����������� ������ .��$���� �� �������� ��� ������

����������� ��� �������� ����������� �/�� �������� ���� ��������� �� ������� '�'

����� 0 ���� !���� ���������� ��� ���� ������� ���� 1� ��� �� ���� ���� �����

�(

��� ��������

��� ������ �� ������ �� � ◦� ��� ����������� �� ��� ��� ������ �� �������

��� ����������� ������� ����� �� ������ ��� ��� ������� ����� � ���������

���� �� � ���� � ������ �� Tfilm �� ����� ◦� ���� �� ������� �����������

�� ������� !" ◦� �� �����#� ����� ��� ���� � ��� �� ������ ���� � ������

������� Tfilm �� ������� ����� ������� �� ���� ����� !$� ��� Theat �� �������

�� $ ◦�� ���� �� ������� �� � ���� ������� �� Tfilm�� ����� � ◦� ������ $ ���

�� � ������ ������� �� $ ◦� ����� ��� ���� � ��� �� ��� �������������

��� ��� �����#� ������ ���� �� �� �� ��� ������� �� ��� ������� %��� ��

�� ��� �&���� ���� ��� ����� ����������� ������� �� � ��������� �������� ��

!� ���� ������ �� ������ ��� �� �� ��������� ��������� �� �������� �'

��� ��������� �������

(��� �� ���#� ������ �� ��� ������ ��� �#������� ��� ��� ����������� �����

��������� �� �������)� �� ������ Theat� *� ������ �� ��� ����������� �������

����� ���������� ����� ��� ���� �� ������� � ������� �� Theat �� �������

*� ��� ��� ��� ������ ����������� ��� ������� �� ��� ����� �� ��� ������ ��

� ◦� ����� ������ ��������� ��� ������� ����������� �� ��� ���� �� ������� ������

��� ������ �� ���� ��� ����������� �� ��� ��� ������� ���� ���+�������

Theat �������� �������� ���� $ ◦� �� ����� $$�◦� ���� �� ��� ���� ���� ���

������� �� ������� !� ◦� �����#� ������� � ����� �� TH�

���� ������ ����� ���� �� �� �������� �� ���� ��� ������ ���� ������+

����� ������� �� ���� ����� ������ �� ��������� �� ���#��� ���������� Theat�

���� ��� ������������ ����� �� ������ ��� �������� ������� � ������ � ��&+

���� ������� �� Tfilm �� ◦� ��� �&���� �� � ������ �� ��� ���� Theat�

������ �� ������ ��� � ����������� ������� �� ������� !� ◦� �� �&����

����� � ��������� �� ��� ����+�������� ������� %��� �� ��� ��� ������ ����

�� �� �������� �� �������)� ��� ����������� �� ��� �&��� ������ �� ������ �� �

��� �'����� �� ��� �����#������ ��� �� �� �� ��� ����� ������ �� ��� ���

���� ���� �� �� ���� �� ����� ������ ����������

6.4 Conclusion

*� ��� ����� ���� �� �� �������� �� �������� ��� ����������� �� � ������� ���

��+���� �� ,���� ���������� ������� ��� ����������� �� ��� ����� ���������

��� ��� ���� ���������� �������� ��� ���� ��������� ������ ��������� ���#�������

!

� �������� � �� �� ������ ��������� �� �� ���� ��� ������

0 10 20 30 40 500

75

150

225

300

375

450������

�����

������

��� � �� �

����

�����

���

T ����� ��

�������� ���� t���

����

������ �� ���� ������ ��� �� ������� ������ �� ������ ���� ������� �� ���

��� �� ���� ����� ���� �� � ��� �� ��� � ��� ��� �� �� �� �����

��� ��

��� � ������� �� ���� ����� �� ����� ���� �� ���� �������� �� ��� ���

���������� ��� ���� ��� �� �� ������ ��������� ���� ������� � ���� �������

������ ��� � ��� ������ � ����� �� ���

��� ��� �� ��� �� ����� ��� � �� �� �� ����� ������ ���� �� ���� � ���

����� ����� � ��� �� ���� � ������� ���� ��� ��������� ����� �� �� ���

���� ��� �������� ������ ������ ���� !� �� ��� ��� �� ������ � �� ��� �� ��

������ ��� �������� �� ����� ����� � �� ����� ���� ������� � ��� �������� �

���� ���� �� ��� ������� �� �� ����� ��� ��� ��� �� ��� � ���� ���� �� ���

���� ��� �������� �� ������ ��� ��� ����� �� ����� ���� �� ����� �����

""#

7 Summary & Outlook

��� ��� �� �� ��� �� �� ���������� �� �� ����������� ��� �� ������

�� ����� ����������� �� �� ����� ���������� ��� �� ��� ���������

������ �� ����� �� �������������� ������ ��� ��� ��� ���� ����� ��� ��

�������� ��������� �� � ����� ����� �� � ��������� ��������� ����� ������

����� ������ ���� � �� ������� ��� ����� ������ ���������� ��� �� ���

�� ����� ���������� �� ������� ��� � ���� ���� ������� �������� ���

��� ���������� ������� ����� ��������� �� � �� ������ ������ �� ��

����������������� ��� ��������� �� �� ��� ���������� ����� ����� ���

������ �� �������� !� �� ��������� �� ����������� ���� ��� ���������

��� �� ����� �� ������ ����� ���� ������ ��� �� ����� ��� � ������

�� ������ �� �� ��� �� ����������� ��� ����� � �������� ���� ������

�������� �������� ����� �������� ���� ����� ������ ������ ���� � ����

��� ������ �� � ������� ��� ����� ������ ��������� �� ���������� ��� ���

�� �������� � ������ � ����� ������ ��������� ����� � � ������� ���������

�� �� ������ �� �� ������������

��� �"�� �� �� ���� ������ �� �� ���������� �� �������������� ������

��� ������ ������ �� �� �������� ������� #���� ��������� ����� ����

��������� � ������ ���� ��������� �������� ����� ������ ��������� !

�� ���� �� ��� ��� ����� �� ���������� �� �� ������� ��� � ������

�������� � �$���� ������ ���������

�� � �� ���� ��%����� ������� �������� ��%����� �� �� ����� ������

����� �� ������������ ���� �� ��������� �� ������ �� ���� ���������

! �� ����� �� �� ��� ����������� ��������� �� ������ �� �� �����

����� ��������� ��� �� �� �� �� � ���� ��� � ��������� �� &'( ���

��� ����� ����������� �������� �� ��������� ������� ����� �� ��

���� ����� ����� ��� ������������� ������ ��� ��������� ��� ���� ������

)))

� ������� � ����

����� ��� ������ � �� ������ ��� �������� ��� ��� ��� �� � ���� �������

��������� ��� ����� ��������� ��� � ����� � ��� �� ��� ����� ��������

����� �� ��� ������ ���� ����������

� ��� ���� ����� ����� � �������� � ��� ����� ������� ��������� ���

���� ��� � ������ �� ������ ����� �������������� ��������� ����� �������

������� �� ��������� ���� ��� ���� ��� � � ��� � ��� ������� � � ������

�������� � ���� ������ � �������� �� � � ���� � �������� �������� ���

����� ��� ����� ��� � ��������� �� � ������� �� ��� ������� �� ��� ����

���� �� ��� ������ ������

��� ����� ���� ��� ���� � ���� �� ������ ��� �� ����� �� � ������ ���

� ��������� ����� ��� �� ������ �� ��������� ���� �� �� �� �� ������

�!� ��� � ��� ����� ������ ������������� �� � ������ ���� � ������� ���

� ���� ��� � ������ ���� �� ��� ��� �� ���� ����� ��� � ����������

������� � ����� ��� ����� ������������ �� ��� ����� ���������� ������

������� �� ������ ������� ��� ����������� ������ ��� ����������� �����

����� ���� �������� ��� ��� ���� ��������� ��� ��� ������� �� ��� ���������

���� � ������� ��!������ ���������� �� ��� �������� ����� ������ ����

������� ��� � ������ �� ������ ���� �� ��� ����� �������� ���� ��� ������

���� �������� ��� ������ ���

�� ������� ��� �������� �� ��� ����� ������������� ��� ������� �� �����

������� � ��� ���������� �� ��� ����� ����� ����������� ���� �������� �

�������� �� ������� ��� �������� �� ��� ���������� � ��� ����� �����������

��� ������ ���

"����� ����� ������������ �� � �#$% ����� ���� ������ ��� ��� � ���

��� ��� ���� ��������� �� ���� &' �� �� � �� ��� ������ ���� �� ( )*� ���

����� ���� �� ����� �� +�( �� ��� �� ����� ����� ��� ����������� ��������

"����� ������������ �� ��� ���������� ������ ������� ���� ��� ���� �� �� ��

�� ������ ������������ ������ ����� ��� �� ������ �� ��������� ���������

��� ������ #��� ��� ��� ��� ����� ������������ ���� �������� �� �,�����

������ �� ��� ��� ��� � ��� ��������� ���� ��� �-����� �� ��� ����� �����

���� �� ��� ������ � ���� ���� � ������ �������� ������ �������������

�� ��� �� ���� ������� �� � ������ ������ ���� � ��� ����� � ���� ������

��� ��� ������ �� �������������� ������ ��� ��� ��� ��������

&&.

�� ����� �� ��� ���� �� ������� ��� � ��� ���� ��� ���� �� �

�� � ��� ������ �� �� ������ � �� �� �������� ��������� �� � �����

������ ��� �� ����� ���� �� ��� ����� ����� ���� �� ������ � �� ��

�������� ���� �� ��� ����� �� ��� ����� ����� �� �� ��������� ��

��� ����� ��� � �������� ������ ����� �� �� ������ � �� �� �����

��� ����� �� ���� ���� �� ������� �� ������ ��� ����� ������

�� ��� � ������ � �� ����� �� ���� � ������ �� �� ������� ��������

����� ��� ����� � ��� ����� �� ����� �� �������� �� �� ������ �

�� �� ������� � ������ ������ ����� �� ��� ���� �� ��������

��� ���� ������� ���� ���� �� ���� ������ �� �� �� ���� �� ��

���� ������ ��� ���� �� �� ��� �� ������ ����� � ����� � !� ��

���� �� ��� ��� �� � � ����� ���� � ����� ���� � �� �� ���� �����

�� ��� ���� �� ����� ��������� ��� � �� ���� � ���������� �

����� "�� � ���� � ����� �� ����� ������ ���� � ��� �� �� �

��������� ��� �� ������� ��� ��� �� �� ������� ������ ������ �� ��

��� �������� ����� �� � � �� � ������� �� ����� ��� �� ������

�� �� ���������� � ������� ��� � � ����� �� ���� � �#���� �� ��

���� ��� $��������% ����

�� ��������� �� ����� ��������� ��� ����� ���� �����������

���� ����� � ���� �� �� � ���� ����������� �� �� ������ ��������

���� �� ��� �� ����� �� ������� �� ���������� � � ���� � �����

�������� ����� ������� �� ���� ����� ��� &'( �� ���� � � ����

�� ��� ���� � ����� � ���� �� ����� ��������� �� � ��� � ������� �� ��

������ � �� )�� �� ����� �������� ���� � ���� � ����� �� ����

�*���� � �� ������ � �� �� ������� ���� �� ������ ��� ��� ��

� � ���� ��������

�� ������ �� ��� ��� �� �� ����� ���� ����������� �� �� ���� �� ��

���� ������ ������ � ����� +���� ��� �� �� � � ��� ���������� �� ��

��� #�� ����� ������� �� ������ �� �#��� �� �� ������� ��� ��

���� � �� �� � ��������� ��� � ��� ��� ��� �� �� � ����� ��� �� �

��� � �� ���� �� �� ������ � �� �� ������� �� �� ��� �� ������ �� ���

����� ���� �� ��������� �� �� ��� ������ ��� ����� ����� �� �� �� �

�����

,,'

� ������� � ����

�� ������� �� ��� � �� ��������� �� �� ������ ��� ��������� �� �� ��� �����

��� �� � ���� ��� ��� ������ ����� �� ������� ����� ��� ���� ��� �� ���� ����

�� �������� ��������������� ����� ��� ��������� �� � ����� ���������� �� ��

�������� �� �� ��������� �� ��� ����� � �� �� ����������� �� �� ���� � �������

��� � ��� ���� ����

� �� ������� �� �� ��� ��� ���� ��� � �� ��������� ��� �������� !�

������ � ��� ��� ������ �� �� ����� ����������� �� ������� " �� ���������� ���

�������� �� �� ����� ��� �� �� �� ������� �� ���� ������� !�� ���� ����

�� �� ����������� �� ���������� ��� ��� ������������� �� ������� ����������

���������� ����� �� ���� �� � ������

������� � ����� ��� �� ������������� �� �� ��� ����������� ��� �� ��� ��

������� ����� ��� ���� ���� !�� ��������� �� ����� ��� �� ��� � ���� ���� �

�� �� ���������� �� � ����� ���� #��������� � ���� � ����������� �� �� ���

����������� �� � �������� ����� #$%&' ������ ��� ��� ���������

%����������� ��� ����� �� ���������� �� �� ������� ����� ����������� ��

�� (��"��������(��"�� � ������� ��������� ����� ���� ������ ���� )� ��� �����

��� �� ����������� �� �� �������������� ����� �� �� ������� ������������ ��

�� ������ �� ������ �� � ����� ������� �� �� �������� ����������� �� ���������

#����� ������ ���������� ��� ��������� �� � ����� �� ���������� � �

�������� ���������� ��� �������������� �� ������ �� �������������� ������ *��

��� ���������� ����� ����� ��� ��� ������ ������������ �� �� ������ ���

���� �� ������

+����������� �� ��� �������� ���� ������ ��� ������� ���� ����� ����

���������� !� ��� ������ ����� �� ���� ���������� �������� ��� ����� ������

$��� ��� �� � ����� �� �� �������� ���� ��� ���������� ����� � ���� ���

����� �� ����������� ����� ���������� ��� �������� �� �� � ����������

����� ���� )� �� ���� ��� �� ���� ��� ����������� �� ����� ��� �� ����

������� ���

!� �������� �� ������ � �� �� � ������ ����� �� �� ��� ����������� ���

��� ��� ��� ��������� ������ � ������� � ������� � � �������� ��� ������ ����

!� �������� ������� ���� ���� �� ������� � �� ����������� �� ����� ��� ���

�������� �� �� � ����� ����� �� � ������ ��������� �� � ������ ������

!�� �� ��� �������� �� �������,� �� ��� ����������� ����� �� ������ �������

--.

�����

��� �������� ��� ��� ������ �� ��� �������� ��� ���������� �����

����� ������ ���������� �� ����� ��������� ������ ������������� �� ��� ����

������� �������� ���� ������ � ������� ��� � ���� �� �� ������ ��

�� ������� ��� ��������� �� ��� ���������� ������������ ���� �� ��������

��� ��� ����� ���������� ���� ���� ������ � ��� �� ��� ��������������

�� ���������� ����� ��������� ������ ��� ���� ����� ���� ��� ����������

������� �� � ������� ����

!

Bibliography

��� ������� � ������� ����� ������ ��� ��������� �������� ���

���� ������� ����� ��������� ��������� !� "#�# $�������% &��$'(

������� "#���

�"� $���)�*��� "#�� +��*�� ���� �����% "#���

�,� ����� ������ !��--)))�������������-"#��-#.-����������������!����/�

,��0�����1�)�!��������1�������2 �"2 342 �"���!����+1-% "#���

�4� 5� 6���� ��� 7�8� !����� ��� ��������1��� �����+ 9������!��� :��)!�

������� �� ����� �����% 43;4<�/44=/>4% �?3#�

�>� 8� ���������� � ������������ ���������1 ���1 � !� ��������� ���

:��)! � �������������� ����!������������ ���� ����� �����% �,#;��

"<��/>=�.#% �?3>�

�/� $��� &������� @���� ���������1 ���1 � !� :��)! � 61���+�����

����!��� ������� *1 :��)�����!��+�� ������� �� ������ ������� � �����

���� �������� �������� ��� �����% 4;,% ��� �<�>�4=>�.% (�1�7�� �?3/�

�.� �� A�1���% �� $��� � &�*�������% 8� ���������% ��� @� ������� $��� ��

������������ ���������1 ���1 � !� :��)! � ����!��� ��� (�����

��1������� ������� !���5��� �������� *1 ��������+ ������� ���������

��� 61���+�� ����� ������ ������� ������ % >";.<�>�,/=>�4,%

��+ �> �??>�

�3� 7�6� B�!% C�6� A��% 6� 5�D�)���% &�$� �����E�% ��� $��� &������� '���

�F���� � !1���+����� ����!��� ������� ����� ����� ����� )�! )�����

� ��1��� +����� *1 ������� ������������ ���������1� �!!���� ������

"������% .,;��<��>"/=�>"3% ��� �4 �??3�

�?� $��� &������% ���� 5������% :�(� 5�������% &� &!��% 7� B�!% $�7� B����%

C� A��% 7�(� ������% ��� &�$� �����E�� �������� � ����������� ���

��.

����������

����� �� ������� � ��� ������� ��� ��� ��� ������ ������ � �����

�� ��� ��� ���� ����� �������� �� ����� ���� ����� ��� ��� �����

������ ���������������� ��� ����

!��" #� $��%������ &�'� (�� ��� $�)�� $� *���)�� +� #��,�� -�&�&�

.������� ��� &� /� &� (�� �� 0������ 1��0� � 2��� 3����� ���� 4���% ��

5����� �� 6�%� 0���� + /��� 0 ��� 7 3��� 0����� 2��� $���� �� ��

�� &����� ������ #8 � 9�%���� 1� ������� �� �� ��� ���� ������

� ��� ����� ����

!��" 3� &���� &� &�� ���(�� 4�-� 5�� :��� 0� &� ������ +� &���)�

9� 0���� :� ��� +� #��,�� 1� 0� � /��� $� ����� �� 7 ��0�;�

0� 3����� 0�� /���� (�� 3��������� &�������� � $���% 0�����

5</=$� ���� ������� �� ���������� ��� �� � $>1� ������?;�5*>�

3>=� ���� ��?����

!� " 2��� .����� ��� 9�-� #�@ �� >� ���� <������ 0��� ���� � 38���

�� 1��� �A�� �� 7 0������ �� �� 5����� $���� �� 7 *��%��� ��

+������0����� +����� ����� ������ ������B����� �?���

!��" /� C�� ��� �� 5���� 0�� ����� 9���(�� >� �����<������ ��� <��� �����

5�� ��� 7 0�*� 92 $�����%�� � ���BD &*: �� � 0���� ���� 5�������

5�� � /�A%�� ��� ������� �� ��� �� ��� � �� ��� ��� ��D���DB�����

��� �� �??��

!��" 6�*� #�� &� .��� &� 2�)�8�� .� 0�� �� ��� +� &� ����� *�%� � �

����� �� 7 ������ ������ ������ ����% ��(�� ���� ���������������

�������� (�� ����� ��� �� ����� ������� �� � � �� ��� �� ���� � �

!������� �����+��6���D�6����� >� � �??��

!�B" E� 2�)���� E� 0�)���� /� 2�)��� E� 2�,����� .� +:���� ��� *� 0�����

>� ���� ������� ���� ���� � ��� 8�� ��%� � � %8 � 7 �������

������ ������� "� � ��� � # �$�� ��D� �� BD� D�� &�� �B ����

!�D" 6� 2�� )���� � �� &���� 5� 3��� �� F����� ��� +� 0���� 5����� ���

��� �� 7 ��� A�� ������� )��� ��� ��� �� �� � ���� ������� �����

����� ����� ���� ����� ��� ��� ����� ������ ��������B�?�B�B� >�

�� �

!��" ��.� 9� �� 9� *� �� 2��)��� +� #��,�� 9� <� 1� 0����� ��� -� ��

���

����������

��������� ����� ���� �� �� ������������ � ������ � ���� ��������

�� ���� �� ������� �� ����� ������� ����� � ���������� � ��� ����

!"�# $�%� &� �� '� (��� ) *���� + +� ���� ,�$�$ -������� � � $�.�$

&� �� /� �� � 0����� �1��� ������������ � ������ ����� ����� ��������

��� � ���� /�0� 2��� ������� ��� �� ������ � �34 �5� '�� � ����

!"6# 0� *����� � � 7� 7��� ����� �� 8�����9�� ��� $������������ � /���

��� �� /����� :� ; ��� *�� �/����������� ������� �� ��� �����

��4%�"5� �3� �"� "6� �

! �# <� =����� +� +� ���� *� .������ 8� 0��(�� 7� 0��:� � <� -���� >� 7��

:��?� >� $��(� )� *���� � � 0� ,�� ��� ; �� ��� ������������ � ������ �

> �� ������ ��� ����&������� ����� ������ �������� ��� ����� ���� �

� 4"� 5�63�"��� >�� "� ����

! "# 0� *������ @�8� ,� �� � � 7� 7��� 9�� < � 8�� � *�� �/����� �

$������������ � /����� � ����� ����� ������������� � �64�5�� ��� 6� "6�"�

! # 7� 0��:� � $� 7���:���� 8� 0��(�� *� .������ +� +� ���� � � 0� ,���

��� /������� ��������� �� ������������ � ������ � �� �� ����

��� ������ �������� � � �������� ������ ����� ������� �������� �

��� �� �� ������ �� ������ ��������� ������ ��� ���������� ������

��� � 334�5�"��3�"���� A� "66��

! �# ��@� B��� A�'� 7��� ?� � A� 7� � '�C� 0� � � � D� ,� �� 8������ ���

�� �� � � *�� ������ � �� �E� �������� 9�� ���� ��� ��������

� ������������ � ������ � ������� ��� �� ������ � 3�4�5��6 ��6�� A�� �

"666�

! �# .� <���� �(� /� =����(� � � ;� �������� >������:���� �� *�� ������ �

��� �� ���������?��� �� � ��������� � ������ � ��� ����� !��� � ��34"�

5�"���"�"� A� "" "666�

! �# .�=� *�� � � -�/� -���� � � > %�� 9��� �� /��� ���� *������ �

������ " "���"��� � A� �A� "6 ��

! �# 0�,� 7� � � >� .���� � *�� $������� � �� 7���� 9�����

���� '��� � 8����� 7�����0��� � �� /����� � ��� ���� "�#��$ ������ �

��4 �5�"����"��3� "6���

""6

����������

���� ���� ��� � �� ���� � ����� �� �� �� ����� � � ������� �������

���� �� ��� ��� !"#� $#�%� &�#�

���� �� '��(��� �� ' ��� � �� )��*���+��� ,� -���� .� / ��� ,� 0 1*2���

,� ���*2�(��� ,� �*�������� 3� ��*���� �� 4� �5������ 0�(���6�����7

� �� �� ����� � ��+���� � 38�)��9�: ;�: ����� �� �����*��

/�<�- �=� ��* � <� �� � �������� ��� ���� ��� ����� ����� �������

����� �������� ���*��>� �??&�

��&� ����<� ��� �� �� -� 9���� �������� ��� ������ ������ �������

����� ����� /��@� ������� 8�>������� &&��

�%?� �� ����� A� A��(�� .� '�������� -� 3�7�>�(� 8� 0���� 3� 0 �>���

-� :**�� �� 0� :+�� B� ����* ��� � ��*��� B ��� �7�*����� ����� ��

<� �������� ��� ������ ������ ������� !�������� � "##$ � + ���� C#�

B � ����� %������ ����� ����������� &&��

�% � ��3� �*�>�� �� ���� � ����� ��+���>�� � ����*�+�*7 ���(�� ��

�����(��8 ����� �� �� �� ��� ������� ���� �� ��� % �C!"�&�$

�&C� &���

�%�� �� )���� �� )� -����� 8��*� �� B ;��� 37�� B D� �� �� >7

������� 07� (�� 8��� ;��� *� ������� � � ���� ������ ��!"#�%$

=� &#��

�%%� -� A5�� �� D ����� ��-� �� ����� -�D� ;�@��� �� D����� ��)�

0�(� - >���*7 07� (��*�� �� :E�(��*�� -�� �7�*����� ���� �� �

8� * �����*�+� -*��� �� 8� * + �*�� ������*� ��� ������� ����

�� ��� #?��#!"%��&$%�& � ,�� �& &&��

�%C� -� 3�7�>�(� 8� 0���� �� ����� �� A� A��(�� �*��*�� �� ( @*� B

�7� (��*�� ��� �7�*����� ����� �" <�+��*�(*� � >7 *������� � �����

* � ��� �� �7 �� ��� ����* �� �7 B F��� ( @� * ��G���* ����

�E��**� � B�H�������� ������������ ���&��� � � ���� �� ��������

� �� � ��� ��� '���� ��� ��������� ������ �� � �I� !"% $C�� ,� &&��

�%I� A� A��(�� �� /����� ;� �7��� ��3�'� J�* � :� )�**��� �� �� ����� ���

B��*� �� ��� �7�*����� ����� � ����� @�*� � * @�� �)�� <� ��������

��� �� ��������� ��������(��� )�����**�� -*���� ������ � ���*7

�7�� ���� 8 ������(�� �??��

�?

����������

���� �� �� �� � �� �� ����� �� �� � �� �������� �� �� �� ��! "� #�� �

�$��$�%��� �� � $�� �� �� $� � !�&����! �� ' ' ������ ������� �� �

�� � ������� ()*++, ��� + -../�

��)� �� ��%�� !� �� ����� �� �� �� ��! 0� �����0� ����� ���� �1 ����$2

���� ��! 3&��� �$����$ 4��&����� �1 5'� � � � $�� 4��&���! �� �'�

5������� 1��� �$��$�%��� �� �� ����&'��� #��6�'� ���� ����� �����

/+)*-�,7��(- 8 ��(/ -..(�

��9� ���� ���'� ��6 5��&������� 4� %$�%��� �� � $��7 � ��0�6 �� :�2

&����� 4'%�$� 4��&����� ��! �� �� �� �&& $������ ����� �� ���

��� ����� ��� ����� � ��� )�*;,7;�+8;9) �&� + -..��

��(� �� �������� �� 5��'� 5� ����< �� 5�6�!� 5� 3<����� ��!

�� =�<�>��� 5'� � � &� %2� �� �� �� �� # ��� ��������� ����$���!

�� ��6 5��&�������� ?� ��� ����� � ����� ��� ��������� �&� +((9�

�;.� ��@�� �� ��! A� �!�� �� �!���� ���� ��! �� �����"������ ��� �� ���

����� ����� ��'� � �% B ���� ��! -..��

�;+� �� C� �� �� ���@��� �� 3�'�� �� :>��!��� 4� �� 1 C� ��! �� �� ����2

'����� �� C��� :� C���� � �� ������� #� �����!��� �� ����� �

C� :�'����� ' D� E� ���2���0�� "� �� ���� :� ����� �� C��$'��

�� ���� ��! F� ��� � ��$��� !�0� �&����� �1 ' '2�G$��$% �$�����&'

���!�� �� �� $� � � ��2� 4D�E: ���$����� ?� #$�� ���� �� ������

"������ ����� �� ��� ����% ��&������ -.+.�

�;-� ��D� C�$@���� � ����% � ��% ���% ���% (7/�+ +9�(�

�;�� 5� ��$'����� & � ����' � � ���� � ����� �� ��� �� ����� � ���� 4': �'���

��5A ��$'�� -..(�

�;;� 3� � ��' C� ��$' �� A����� �� ��!�� #� �$'�&� �� C���<� A� �� 2

��� �� ��H ��! A��� �$'�$<� 5�I���� ��$'�! J�3 7 � $����! ���

���������� 1�� � $�� ����! �'� K � �� �� $� �� ���� ����� ����� �/+*+2

-,7-;)8-/� �F# �. +(((�

�;/� �� �� �� C� ��$' �� �&�� �� ��! �� E���$�<� 5�3 ��! '� ���&&�

� � $�� �'� K � �� �� $� �� ����� �� ��� ))*�,7(+)8(�. -..;�

�;�� :� #����< C� ��$' �� �$'��� �� ���$< 3� 4�$�� F� C����� ��!

�� C�%��� ?�L���$� �1 $����������� �� �'� &��1�����$� �1 �'�2K �

+-+

����������

������� ����� ���� ���� �� � �� �� � ��� �� ����� �������� ���� �����

���� ������������������ ��� �� ��!�

"�#$ %� &����'(�� )� ���*+���,�� -� .�+�� *� /� ���0� 1� 2�� ��'�

3� 4����� /� 5����6�� -� 7������ &� 8��� 9� . �(��� ��� 1� -���

:�;��� �� (�� ����� ��� � ���+��� ��� ������ � �� �<.��9 �����

��� ��� ��� �� ���� �� ������� �������� ������� 4�, � ��!�

"�!$ )� =���� &� 8��� 5� 8����� )� 8������ -� 7������ ��4� ,�� ��

>��0�� >� 9����0�� /� 3��(� *� )� ���*+���,�� /� ���0� 8� -�+�

&� - *� -� .�+�� *� 1� 2�� ��'� ��� /� 5����6�� ?@��� ��� �� ����

����� �� �� ��������� ����� ������� ���� � ���� � ���*� ����� �����

:�;��� �� �� ���� ��� �� ��� ����� ��� ��������� �� ���� ��

������� �������� ����#�� /� � ����

"��$ A� /���� ���� >� �� ����� >� -��0������� ��4� ,�� �� >��0�� ���

8� -�+� B����� ������� ������� ��� ��� + ����� ��� ���� ���������<

����� � ����+��� ������� ����� ����� ����� ������ ��������� ��� �����

������ !#��<�� .� :��� .:��#���!��� ��� ����

"��$ ��4� ,�� �� >��0�� -� .�+�� *� &� /�*���� 8� -�+� &�����

=����� ��� ��7��� ,�� � .����� )+ ��� �� ����� ������ ��(� ��

+� ��� ������ +��+ �� ���� ��� �� ��������� ����� ������� ����� �����

���� ����� ���� ������ ����� %�� � ����

"��$ /�9� ��+��� %� 7������� 8�B� 4����� -�.� 7������� ��� :� 8��(��� ><

��� ��� �� >,�� C���� �� 3�' 9 7�� � /���+���<.������� �� ���� ��

������� �������� �������# !��#��� ��� � �����

"� $ .� ��+� ��� %��� ���*� / �,�' �� + ���� ��� �� ���(�� �� ���

D���� ������ ��� ������� ���������� !������!����!��� ?� �����

"��$ 3� ��� ��� ��� >� B�� ���� B����� ���� ��� �� � ���� D��� ��� ��� �����

/ �,�'� �� ���� �� ��� ������� � ��������� � ��� � ������ ���

���� �!���� ���� ���� 4�,<>� ����

"��$ 8� -�+� )� -���+0� )� -����� %� ������ -� .�+�� *� ��� &� /�<

*���� ��������� ����� .������ ��� 3��� /�� )+�� E��� .���� 7���� ����

����� ���� � #��< ����#����� �/- � ����

����������

���� �� ����� �� ����� �� ���� �������� ������������� ���� ������� ��

�������� �������� ���� ������ ��������� ������������ �� �� �

����� � !"#$�%&'� "'' �

�� � (� )����*� +� ,-.��� �� /��� ��0��� 1�2��� 3�..� ��������� �4 �����

��������� (��� �������� .� ��������5������� 1������ ������

�� 5�������6��� ���0�� 78�9������ � �� &88�9������ �� ������� ��

���� �� ����� ����� ����� "&!�#$:'�%�87� "'7"�

��;� (� )����*� �� 1��<�� =�/� (������ �� �� 3������� �������� �4

������ ,�6��� (��� 9������ �� ��� ������ �4 ��� ��������� �4

��� 9������ , �������� ������� ������� ���������� >��6�� ""7� ���� ��

"'77�

��7� ���� 5��� ?��� /������ 2� 5������� �� �� 3��*��� ������ �4 (��

�� @��0��*� (��6��6�� ������ 9������� ������� �� ��������������

������ ""&!���� "#$"�"%"��� 9�� "'7'�

��'� /� ����6��� =������ A���� �� ������ �4 �������������� �6�

��(�1 4��� ?��0�9������� ������� ������� �� �������������� ������

�'� !9��#$; ;%;;&� "'7��

� 8� @� (�.���� A� =6*6��� 1� ������ �� 1��� (� ���� �� ,� (��<6�

?��0�� �4 /������6� �� ��������� (��� .� 12��)9 !1������ 2���

��� B����� �)9#� >��6�� '�� ���� ::�� "'7;�

� "� /��� ����.��� �� ��B� �.����� �������� �� ��� � �������� ���

������� ��������� 3���� @�0 C��*� "''&�

� :� 2� �6��� 2��� BD��� , ��������� ������� �� ����� "�!�:#$&:�%E�

"' &�

� �� 9�/� ��� �� �� ����������� ��?��0�1�� ,�������� ���* ����

���� @�0 C��*� "';;�

� &� �� ������� ����� ���������� �� ������ (������ ����� "'7:�

� �� �� (��� 2�/������� >� (0��F� 1� 9�*��� /���1�@� ����� 3�����

A������� �� ������ >� �� (���� 9������ ��� ������� ���6��6��

�4 ������������� ���� 4��� 2��� �������� ������� �� �� '&!�#$��7:%

��77� (B� " :88��

":�

����������

���� �� ������ �� ��� ����� �� ����������� ���� ��� ��� ����� ����� �

�� ������� ������������������������ �������� �����

���� � �!�"� #�� $� %#���#� &#!#� '�#�����( �� �)� #�� �*��(��#���

+!�,��)��-�!#��)! #�� '������ ������� �� �������������� ������

.�/��.012�342�5� �5�5�

��6� $� -�!������ #�� $� %#���#� +7��)�� %����'������ �� &#!#� '�#��

����( 7* ������� �� '������ ����� ������ ���� ����� ��������

���/�01�334���� �56��

��5� +� 8�������� 9)#��)! ����* �� !��#��!�� ���# (#���� ������������� ���

���������� !����� ��� "����������� ����!����� ����������

#������ ,#(�� ���4���� �5�2�

���� :�+� ;�����!� <�-� :���)!� #�� 8�;� )(���� +,,��#���� �� ��� '),��

,������� �����,� �� '�#�%� +�#*���� $%%% ���������� �� %������

&�'��� ��/.01��34���� �5�5�

���� :� =����� &#!#��,�>���>�,�� ?) %�##>������)�( ��� �'�1� )��

��@#����� $#���#���� $#���A� ������� &BC� +#����� ���6�

���� C� &�����>� C� &�,!#��� <� $)�� � &���� #�� �� B#(��� %�!,�����

���� '�)�* �� $����*��#��� '����� '�# %�� �,������ #� ��(� &#��

����( �.�3� $�? �#�!#�8��#���� %��!��# �#,� �,�������� �������

�� (���� ���� ) �������� �(���� ������� ��� *��� � ��/�0125�4

256� $#�+, �����

��.� +�+� ��@��(� � '�#�!� �� %������ ;� '#��������� #�� %� ����������

:#�� �D)��7#���� �� ��#��E�*��(�� ,#�!#� �� #(� #�# &: �#,#������

�#���� !������� 7* �,���# �!������ �,�������,*� ������ ������ ��

��� ��� ���������� ��/201��5� �����

��2� '� F)��!)#� G� H����#� #�� $� =����� C�!����,������ (#� ,�#�� >�������

�� # �*��(�� ��)��� ��#�� ,#�!#� ++��� ����� ,������� 521���3���

���5�

��3� <�$� ��#�� #�� <�B� $#*�� ,���� ������� �� ������������ +�#��!��

����� F�@ H�>� �56��

���� '� $)��!#��� $� $���� &� '��!��?� B� +,,��?��� +� $��>� #��

+� -���"�� C�� 8I��� �� ���)7�� �8%� 8������ ')�#��� �� ���

��2

����������

���������� � ��� �� �������� ������� ������ ������� �� ��� ��� �����

������� �������������� ������� � ��� � �����

!""# �� $����� � ��% �� &��%�� '(� ���� �)����� � (��(*� ���� � ��������+��

������% (% ���� �������� ������� �� ���� � ���� ��� ����,�� $�+ � ���"�

!" # �� -�.��� -� $��(������ -� -�.���� �� &��%�� ��% /� �����%�� 0��%���

� �������� � �1������� ���1���)�% ��� �(��� ������� �� �� �� � �2�( �����

������� �� ����������� �� ��� �� �33*�3,�4� � ���,� � ,�� �����

!",# �� -�.��� -� -�.���� -� $��(������ �� &��%�� ��% /� �����%�� 56��������

�7���� %����%���� � �(� ������� �������� �������� +�� %��������� ���

��������(�� �� ������ �������� ������� �� ��� ��� ����������� �8���*

8���� � �8� �����

! �# 5� /������%��� /� �����%� 5� &������ ��% 9� ���� ��� ���( � ���� �

����� � ������ ��(����% %��������� � ��� �� �������� �������� �������

�� ���� � ���� ��� ,"�"�� /� � �����

! �# 9�0� '�(���� �� &���� � ��% :�;� /1������ -(� ��� '��%����+�� � /��(�*

��� -(��*������ ���� ��� ��� �� �� ���,��3�""�3� �� ��� � �,,��

! �# �� <��� /�9� ��'������� �� /�(��(�� &� &� �1���(�� ��% &�5� 0��%*

���� -���� ��� �*%����%��� �(� ��� ���%����+�� � ��%���% ���� �*

������� ������� ��� �� �������� ���� ������� �� ���������� ��� ������3���

3�3� �/; �����

! 8# �� ����� ����������� �� !�� � ����� �� ��� �������������� ���

� � " ���#$����� ���������������� 4(9 �(����� ;=-� /��(��� �����

! �# ��=� =�� ��% :�: �� ���� >�2 -���� ��� � -(� ���*'��%����+�� �

?��� @6�%�� ���� �� ������ ��� � � ���� � ��������� �"������������

�,"8�

! �# ��'� =�111� � /�0� '������ ��% $�0� '(�2� '������ *���������� � ���(

����% ������� � /�� �(���*�������� ���� � ���� �� %������� �8�"��33,�

3"�� �, 8�

! 3# ��:� 5��(�� � A� 5����(� :� ����(� � ;� 0B�(� � 0� )�%�� 0�0�� /� �� �*

� ��(��%�� /� >��1� ���� C�/� >������ ��(� @�� '�;� C�%��� �� =�1� � ��%

A� =��%�� %���� ���� �� �� ���� ��� ���� +����� /� >��� ���%���������

�� ���� *C� ���� A� ���� ���%��1� �� $�2 D� .� �����

���

����������

���� ���� ��� �� � ������ �� �� �� �������� ���������� �� ���

�������� �� �������� �������� ��� � !"#$%&�'(� )�*�

���� �� +��,-��.� /� 0�������1�� 0� ��2�� 3� 45���� �� ����1��� ��

�� 6���7�� ���- ������ ��2��� ����������� �� �����25������ 5������

5�� ����5� ������� ������ ������ � ���� ����� ������ 8! #$&"&'&"9�

:�. "* *�

��)� �� ��������� ����������� �� �-� �-��;��55 �� <�����=>��5���

�� ����-��5 �������� ������� �� ������� ���������� �����������

%! "#$ " 8' """� )�&�

�)*� +� +���� �� +��-���� ��/� ?��;����� 6� �������5� �� +�>�+� .� ��

������ @�=5��� ��5��55��� ��5������5 5 ����55 ������ �� �-��=A��

5������ 5�� ����5� ����� ����� �������� ��� ����� ���� "* �

�) � �� +��-���� ?� B��-��� +� +���� +� ����51��;� �� >��5� ��

�� 6���7�� +�������� �� �-� ����- �� �����25������ 5������ 12 ��5�=

��-���� �-����� .�� ����5����� �5��� ��=5��� ��� 5�����5���2�

������� ������ ������ � ���� ����� ������ 9!8#$ 88' 8%� �� "* �

�)"� �� B�2��.� �� 6�1��� C� ���7;�.��� D� ������ �� ��-�,� � E5���.�

�� B�;��-���� @� ���1�� 0� ������� �� +� ��-����� @����� 5���5

�� �����25������ 5������ A�� ����-� ������� �� !��� ��������� �������

)�="**!C� "#$ * "' * %� ))%�

�)&� C� ��� � >1��5� C�5� ��-���� �-����� .�� ����5����� �� ��=

�-��5� ���2���-��5 �� �����25������ 5������ A��5� ������� �� !���

��������� ������� "%%="%)!C� #$& ' &�� "***�

�)8� ?� B��-��� �� ��-��-�� �� 0������ �� 6���7�� ��D� C�5�� �� �� >=

��5� 6����� D��-��� �� �������=�5�� �-�� ?���5 �� ����-=��5��.��

+�5������5$ �-� D����� �� ��� >25�������2� "��� ����� #�����

9"*$"%*9'"%*�� "* "�

�)9� B��� /��� �� >��5� �� �� ����1��� <����� �-����5���5 �� �����5��

�����25������ 5������� �������� ��� � %%! #� ��� 9 "**"�

�)%� /� ����� D� E���=��.��� � ?���;���-�� >� ��,� �� �� �--� +�=

��5������ �� ����=������ .����� �� �=�=� �����25������ 5������ 5��

����5� ������� �� $����� �������� )&!)#$9�"�'9�&"� +2 "**&�

"%

����������

���� �� ���� ��� ��� �� ������ ����� �� ������ ������� ����� � �� �� ��

����� ������ ��� ���� �� ��� ��� ������ ������� ����� �!!� ����� ������

������� �� ��� �������� ��"#$� ��� %& '(()�

��*� +�,� -��� .�/� -��� +� +�� �� � /� -�� � 0� +���� ��� 1�2� ������ ��!

����� ��������� ��� ���������� �� � ��� ������ ������ ������� �����

����� ������ ��� ������� �������� **"')$� /�� ') '(()�

���� �� ������ ��3� 4�� ��� 5��6��� �� 1����� .� ����� +� .�7���� ��� � ���!

����� 8������ ������� �� � � ���� ������ ������� ����� ����� ����� ����

�������� � ������ ������ ����������� � ���� ���� ������ &%)"%#$9#)::

; #):*� '((*�

�%((� ��3� 4�� ��� 5��6��� .� ����� 2����� �������� ��� ��1��� 4�� ��

0������ �������� �������� �� ������ ���� ���� �������� �������� 9

� ���� ���� �� ��� ������ �������� �� ������ ������� ������ ���

������� �� �������� �� <� ': '((��

�%(%� ��2� 1����� ��� .�-� -�� � =���� >��������� �� ���!��� 5�������

! =��������� ��� <�������� ��� ������ ������� +������ ������� ��

������ ������� � ��������� �� �"&$9%%&&;%%)#� 0��!?�� %�*��

�%('� �� ������ -� �� ������ <� �������� ��� �� =6���� 0�������� ����������

�� ���� ����� �� ������ ������� ����� � ������!�������� �������

4���� ��������� ������� �� ��� �������� *("%($9)()%;)():� 3�4 %&

%��)�

�%(:� �� �@���4� �� �� ��� �� 1����� ��� 8� A��6�� ?����� ��� ��������� ����!

�� �� ��� ������ ������� ����� B��� �������� � 4�� � � ���C����

��� ������ � ��� ����� ���� ����������� ������� �� ��� ��������

*%"%%$9�:�);�:*&� /�� % %����

�%(#� 3� 2 ����� 8� ������� �� +�����@��� >� D������ E� ������ <� 0����

<� 8������ ��� �� D�����6� A ��� ������ ������ ������� 0���� ���

8����4����� <���������� ���� ����� ���������� )�!*9*�;%((� %����

�%(&� 1�� ����� /� A����� �� 1����� ��� A� 2� ���� 3�������� ��� �����

�� ���!����������� B��!�� ������� �����9 � ������ ����� ��������

��� ����� ����������� ���� �� ��� �F����� �� � ��� �� ��� �G�����

����������� ��������� ������� �� ���������� �� �'"%$9% ; )� '(((�

%'�

����������

����� �� ��� �� �� �� ��� �� ���� �� � ���� �� ����� �� ��� � �����

�� ���� !� �"����� �� � ����� #� � $��� � �� �%�� &������� "'

��() &�*# +��� '"� �"� � ��� ,,��� ��"��� ����� ���� ����� ��� ���

����� ������ --./0*�/1 2 �34� /��4�

���-� 5� � �� �� �� ( �� �6& �7 ��� �� ��������� �� )�"8� � �� &� �� 9�:���

"' ��;��� � "� �� ����"�������� "' ����"��%�� ���� �����"� � %�� �

����� ������� �� ����������� �� ��� ��� /<<. �� ;0*�/�<2�//4� �,� �

/��/�

���=� ���� ����� #� &��;�$� >� ?� �� � ������>�>� 7 � &@ �A� )��6

��� ��"� "' �� >";����% B , "' 9�������� �� �6&�*# �� ,6�6� &"� � �����

������� �� ���� �� ��� ��� ��1.30� �; �1 /��<�

���<� >�C� 7 � � )"���� !� ���,�� )� B�����%� �� ���� �� #"�;�� ��>�>�

������ � >���>� 7 � & ��� >���"��%�� ���� �����"� ,"����"�*

�"��� �� ;����% � ,�"��� �"���"�� �� � ��� � � ���� 1�1.�<0*-3112-31<�

5�� �� /��-�

����� ��5� � �� B�?� ��� 5� � �$� &� B�� � )��� ����� ��"�� )� # �� � ��&�

5� �$� #%�"$� �����"� ,�"+���$ '"� �%�"$� � ����"��%�� ���� �����"�

�"� � ����� ���� �� ��� �� �������� =1.��0*�<112�<1-� &, �4 /��3�

����� �� > ��� � B�"@�� ��� ���� "' ����"��%�� ���� �����"� ";� �� '�"�

� ���7 ,� �� �� �� � ��� � � ���� 44-.�6/0*�2�� 5 � �� �<<<�

���/� >� �"�"� >� ��� @ � ��#� B�"� � �� > ��� � #�$� � � $�"@�� "'

����"��%�� ���� �����"� � �"@ ��,� ����� ������� �� ����������� ��

��� ��� /��. �� 0*=32=<� > % /����

���4� &� ����� �� ���$�� �� � ����� � >� &���8� ��� ),"����"� "' ����"6

��%�� ���� �����"� ,�, � ;% �"�6@�� ����� �67 ,"� ,"����"�* !� ��6

:��� "' �� ,"����"� , � ���� "� �� � ��� � ,�",���� � �"� �

��� ,�'"�� ��� ������� �� ���� �� ��� ��� <=./0� 5�� �1 /��1�

���3� )� &���� � 9��� ���;� �,,� �� � "' > ��6&,���"��� )� $�"���� !��6

��D� �� &��% "' �'��$�"@ � �� �� ������� �� ��� �� ������ �� ��� ���

�.�/0*�34�2�33�� �<-4�

���1� ��5� E7�8�� 5�#� �;�� �� � 5�!� (�%�� ��� ����� "'

�/=

����������

��� ���������� ��� �� �������� ���� ����� �������� ���������� ���

�������� ������� �� ��� �������� �� !"#$�%%&$�'$� (�� $) $*+*�

,$$�- .�/� 0���1��� 2���� ��� 3����� 2������� ����� ��� ����� �������� 4���

������ �� 4������������ ������� �� ������ ������� � ��������� �������

�������� �� ������ $$ !� ���� $"#$$$!&$$$+� /��(�� $**'�

,$$5- (�(� 6�7����� .� ����������� /�.� ������� ��� 3� 6����������� 8��� ��

������ 2����������� �� 6����� ��������1�� ����������� �� ����� ��

������ ������ ������ ��9������� 4�9��������� ������� �� ��� ��������

5) '"#$'!:&$')'� �; $ $**!�

,$$+- 3� (������� 3� 2�<���=��� 8� ����� ���� ������ ��� �� >�������������

4?��� �� ����� ���������� �� ��� ��9������� ���� �� 6����������� (���

9���� ������� �� � 2���@�� ������ ������ ���������� ��� �������

�������� �� $"#+)&+5� /�� % $**)�

,$$*- (�3�A� >��;�������� /� >�1����� A� � ��� ��� A��� ��� A�/� B���

����� ��9������� ���� �� ��������� �������������� ������ 9������� ���

������� �������� 5� $)"#%::%&%::!� (9� $: %:::�

,$%:- (�3�A� >��;�������� ��������� ���������� �� �� �������� ��������

������� ����� �� ����� �� ������������ ������� ��� ������� C��������� ��

C������� %::%�

,$%$- 3� ���<���� 2� D����� ��� (� 2������� ���9������� �� ����������������

������� @��� �� ����� �������� �� $: ��E� ����� ����������� 9������ �����

��� �� ���� ���������� ���� �� ''+'!:#!% & !�� %::!� ����������� �� ���

%:�� ������������ 3��������� �� (���9���� ��� 2��������������� ����

�����������

,$%%- /� ������� 2�������� �� ��� 9�7�� �����9����� ��� ����;�������� �������

��� ������� �� ��6462 � ���7 ����������� ������� �� ������� �����

�������� %� $:"#$��%&$�5*� $**'�

$%*

Danksagung

�� ������ ��� �� �� � � �� � ��� ��� ��������� ��� ��� ������� ������

����� ���������� ������ ��������� �������� �� �� � � ��������

����� ��� �� !�� �"� ��� �������� ��� ����� ���� ��� ����� ��� ��� #��$

� ���� �� ����� %���� �� ����� ����&��&�� ����'���� �� ����� �'��������

(���� �� ��������

����� ��� )������ �*�����& �"� ���� %������� �� ��� ����� ��� ��� +��������

��� ����� �����

��� ��� �����,� �"� ���� ���&������� ��������� &��� ��� %���� ��� ��� ����$

���� -����������� ������ ����� �� ������ .��� ���� � ���� ���������������

������ �������� ���

����� ��� !������� /����� �"� ��� #�"�������� ��� ��������� ���������� ���$

��������� ��� &��� ������ �� !�� �����

#����� 0"��� � �"� ��� ��������� �� 0��� ���� ������ ��� .1'�������� ���

����"���� ��� ��� �'�� ��� 2����� ��� ��� &���� ���� %����� ��� ��� ��$

����� ��� ����� ��� ������ � ������

2����� -���� �"� ��� )���������� ������ ����� ��� � ����� )���1'�������

��� &��� ������ �� ������������ ��� !����$�'�������'���

��� 3$-����� (��� !�� � ���� ��� ������� #" � �"� ���� ���� ���������

����������'����� � ���� �� 0��� ��� �"� ���� �������������� �./)� ���$

�� 4��� ������ �������� � �����������5�

��� ����� 0��� �"� ����� ����"���� ��� ��� ���������� ��� 6���������'$

��� ��� �"� ������ �� ������������ �� &���� ������� 2������

��� -����� ��� #����� #����� ��� (�&����� #��������&�� ��� 7�� 8�����$

������ (����� 9���������� ��� ������ � �� �� ��� ��� ��� ������ �"� &���

���������� �������������

��� #������������ 8������ �''������ ��� ��� �����* 0�����* �"� ����

���&�� 0��� ��� ��� -����'��� ��� ��$��� !���� .�������

:;:

��� ������������ ������ �� �������� ��� ��� �� ��� ���������� � ���

�� �� ���������� �� �� ������� �� ������ �� �� ��������!

�! "����� #$� �� �� �! ����� ������ �� %�" "������� �� ���&�

����' ��� ��� �� ����� #���� ����&������ ����!

(��! �! )��� ���� �� ���� ��������� ��������� * %�� � �� ��+�����

(��� ��!

��� *��������� )����������' �� ����� ��� � � ���� *�� ����� �����

�� � �� ��� ��� �� ���������� * ,������� ���� � ��� ��������� ���

��!

��� ��������' ��� ��� �� ������� ����� ��&��� ����' -���� ��� �� ��� ���

�+�������� �� ��� �����������&� ��+&���� . ���� ������' �� �� �� ��� ����

�+�/ �� ���� ���' ���� ������ ��� ��*�������!

012

List of Publications

���������� �������� ���� ���� ������

�� ������ �� ���� �� ������� �� ��������� �� ���� �� �� �� ����

��� ����� �� �� �� !�� "�#$� ����� ��� �� ���� � ��� %���&����' �� ��(

� �� ' ������ ������ )��� � ������� �� ��� ��� ���������� *+,-���������

*./ �01,(�012 *+11

�� ������ )� 3����� �� ���� �� %��� !��� �� #� �� �� �� �� ����

����� �& �� ��� & �4�� �� ��� �� ' ������ ����� !' ��� ��(������ ����(

���� 5��� ���� ���� � �& �( ��� ���� ���� � ���'� ���� �� ������ ��� �

��� �������� ������� ,-0./100(106 *+11�

�� ������ )� 37��� �� %�� !��� �� ���� �� ���� �� ������� �� ��(

������� �� #� �� �� �� �� ���� ����� �& ��� & �4�� �� ��� �� ' ������

����� ���� ���� !' ��� ��(������ �������� 5��� ���� ���� � �& �( ��� ��(

�� ���� � ���'� ����� �� ��� ��� ��� �� ���� �� ����

�� ������ )� 37��� �� ���� �� %�� !��� �� #� �� �� �� ���� 8(

��� ���� ���� � ���' � �� �� ���' �� ��� �� ��� ������ & �4�� ��� � ��

��� �� ' ������ �! � !� ��'� �� ���(9�� ����� ��� ���� � ������� �� ����

������ �� ��� � *+1* �:8/ 1+�1+16;����� ' ���*+11�1*�+61

����� ����������

�� ������� �� ������ �� �� ���� ��� -< 1 μ�. �(��;μ�(�� ����� �(

�� ���� �� ��&� ��!�� �=������ � ����� �� ��� � � �!�" !����� � *++2

1>>

�� ������ � ��� ��� �� �������� �� ����� �� ������ �� ���� �� ����� ��

������� �� ������ � !���� � " #����"�$ � ��%�&���� �������" #��������

� " �������'������ � ������ (���" �� "�� ���� � " ��"����� ����� �� �� ���

�� �� ������� )**+

�� ������ ,� ������ �� ����� � " #� ���"�$ � ���������� ��"�� � "����� �

�� %�� ������ � ��������� ������ � -����%���" .' ���� �����������'� �������

����� ����� � )*/ 012 344&34/ )*5*

#� ���"�$ �� ������� �� ������ �� ������ �� !�� 6� (� �� � " ��

�7����� ��% �8�� ��' "�������" ���"����� ����� 9�� �&��:��&�� �� "�� ����� �

��;����&�����" ! <=#�� ������� ����� ����� � )*/ 012 >/?&>?5 )*5*

�� ����� �� ������ �� � %��� � �� � �� -� "� �� "� �� �������

� " #� ���"�$ � <������ ��� ������� �����������' �� ���� ���� @������ � &

���� 9�� ��� &,��� ������ @6 A� ����� �� �� ��� �� �� ������� )*5*

�� ������ � " #� ���"�$ � #�������� ������ ����� ����� "�������" B���

� &�� ��� � ���� � �� �� ������ � ���� ����� �������� ��� ���� ���� +3 0)2

3/1&3/? )*55

�� ����� �� ���"��� �-� C� �� @������" �� ������ #� �D��� ��

������� � " #� ���"�$ � E ���� ���� � ������ ���� �9 �&��:μ�&�� �� &

"�� ����� ���� -�� ��� ������� ��������� �� ��� % ������ @6 A� ����

������ �� �����!������� )*5) <E=5*�55*+:�@�<�<A�)*55�)5/+451

�� ����� �� ������ #��� ,���B���� �� � %��� � �� ��� -� "� �� "�

#� ���"�$ � E &���� ��� ������� ��������� �� �� ������� �� ���� 9�� ��� &8��

������ ����� ������ ���� ����� �������� ��� ���� ���� +3 11)?&111) )*55

514

Curriculum Vitae

Stefan Muthmann Date of Birth July 18th 1981 in Regensburg, Germany

Professional Experience

2008–2011 Dissertation Institut für Photovoltaik (IEK-5), Forschungszen-trum Jülich.Topic: In-Situ Raman Spectroscopy: A Method to Study andControl the Growth of Microcrystalline Silicon for Thin-FilmSolar Cells

2008–2011 Visitors Guide, Forschungszentrum Jülich

2007–2008 Diploma thesis, Institut für Photovoltaik (IEK-5), Forschungszen-trums JülichTopic: Hydrogenated amorphous silicon on the edge of thephase transition produced under non-constant process con-ditions: Application in solar cells and investigations into thematerial structure

2001–2002 Civilian service, Childcare Worker at Bischof-Wittman-Schulezur individuellen Lebensbewältigung, Regensburg

Education

2008 Physics Diploma at Julius-Maximilians Universität Würzburg

2006–2007 Studies of Physics at Julius-Maximilians Universität Würzburg

2005–2006 Studies of Physics at Heriot-Watt Universität Edinburgh,Master of Physics in Physical Science

2002–2005 Studies of Physics at Julius-Maximilians Universität Würzburg

1992-2001 Abitur, Gymnasium Parsberg

May 8, 2012

���

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

1. Einsatz von multispektralen Satellitenbilddaten in der Wasserhaushalts- und Stoffstrommodellierung – dargestellt am Beispiel des Rureinzugs-gebietes von C. Montzka (2008), XX, 238 Seiten ISBN: 978-3-89336-508-1

2. Ozone Production in the Atmosphere Simulation Chamber SAPHIR by C. A. Richter (2008), XIV, 147 pages ISBN: 978-3-89336-513-5

3. Entwicklung neuer Schutz- und Kontaktierungsschichten für Hochtempe-ratur-Brennstoffzellen von T. Kiefer (2008), 138 Seiten ISBN: 978-3-89336-514-2

4. Optimierung der Reflektivität keramischer Wärmedämmschichten aus Yttrium-teilstabilisiertem Zirkoniumdioxid für den Einsatz auf metallischen Komponenten in Gasturbinen von A. Stuke (2008), X, 201 Seiten ISBN: 978-3-89336-515-9

5. Lichtstreuende Oberflächen, Schichten und Schichtsysteme zur Verbes-serung der Lichteinkopplung in Silizium-Dünnschichtsolarzellen von M. Berginski (2008), XV, 171 Seiten ISBN: 978-3-89336-516-6

6. Politikszenarien für den Klimaschutz IV – Szenarien bis 2030 hrsg.von P. Markewitz, F. Chr. Matthes (2008), 376 Seiten ISBN 978-3-89336-518-0

7. Untersuchungen zum Verschmutzungsverhalten rheinischer Braunkohlen in Kohledampferzeugern von A. Schlüter (2008), 164 Seiten ISBN 978-3-89336-524-1

8. Inorganic Microporous Membranes for Gas Separation in Fossil Fuel Power Plants by G. van der Donk (2008), VI, 120 pages ISBN: 978-3-89336-525-8

9. Sinterung von Zirkoniumdioxid-Elektrolyten im Mehrlagenverbund der oxidkeramischen Brennstoffzelle (SOFC) von R. Mücke (2008), VI, 165 Seiten ISBN: 978-3-89336-529-6

10. Safety Considerations on Liquid Hydrogen by K. Verfondern (2008), VIII, 167 pages ISBN: 978-3-89336-530-2

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

11. Kerosinreformierung für Luftfahrtanwendungen von R. C. Samsun (2008), VII, 218 Seiten ISBN: 978-3-89336-531-9

12. Der 4. Deutsche Wasserstoff Congress 2008 – Tagungsband hrsg. von D. Stolten, B. Emonts, Th. Grube (2008), 269 Seiten ISBN: 978-3-89336-533-3

13. Organic matter in Late Devonian sediments as an indicator for environ-mental changes by M. Kloppisch (2008), XII, 188 pages ISBN: 978-3-89336-534-0

14. Entschwefelung von Mitteldestillaten für die Anwendung in mobilen Brennstoffzellen-Systemen von J. Latz (2008), XII, 215 Seiten ISBN: 978-3-89336-535-7

15. RED-IMPACT Impact of Partitioning, Transmutation and Waste Reduction Technologies on the Final Nuclear Waste Disposal SYNTHESIS REPORT ed. by W. von Lensa, R. Nabbi, M. Rossbach (2008), 178 pages ISBN 978-3-89336-538-8

16. Ferritic Steel Interconnectors and their Interactions with Ni Base Anodes in Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) by J. H. Froitzheim (2008), 169 pages ISBN: 978-3-89336-540-1

17. Integrated Modelling of Nutrients in Selected River Basins of Turkey Results of a bilateral German-Turkish Research Project project coord. M. Karpuzcu, F. Wendland (2008), XVI, 183 pages ISBN: 978-3-89336-541-8

18. Isotopengeochemische Studien zur klimatischen Ausprägung der Jünge-ren Dryas in terrestrischen Archiven Eurasiens von J. Parplies (2008), XI, 155 Seiten, Anh. ISBN: 978-3-89336-542-5

19. Untersuchungen zur Klimavariabilität auf dem Tibetischen Plateau - Ein Beitrag auf der Basis stabiler Kohlenstoff- und Sauerstoffisotope in Jahrringen von Bäumen waldgrenznaher Standorte von J. Griessinger (2008), XIII, 172 Seiten ISBN: 978-3-89336-544-9

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

20. Neutron-Irradiation + Helium Hardening & Embrittlement Modeling of 9%Cr-Steels in an Engineering Perspective (HELENA) by R. Chaouadi (2008), VIII, 139 pages ISBN: 978-3-89336-545-6

21. in Bearbeitung

22. Verbundvorhaben APAWAGS (AOEV und Wassergenerierung) – Teilprojekt: Brennstoffreformierung – Schlussbericht von R. Peters, R. C. Samsun, J. Pasel, Z. Porš, D. Stolten (2008), VI, 106 Sei-ten ISBN: 978-3-89336-547-0

23. FREEVAL Evaluation of a Fire Radiative Power Product derived from Meteosat 8/9 and Identification of Operational User Needs Final Report project coord. M. Schultz, M. Wooster (2008), 139 pages ISBN: 978-3-89336-549-4

24. Untersuchungen zum Alkaliverhalten unter Oxycoal-Bedingungen von C. Weber (2008), VII, 143, XII Seiten ISBN: 978-3-89336-551-7

25. Grundlegende Untersuchungen zur Freisetzung von Spurstoffen, Heiß-gaschemie, Korrosionsbeständigkeit keramischer Werkstoffe und Alka-lirückhaltung in der Druckkohlenstaubfeuerung von M. Müller (2008), 207 Seiten ISBN: 978-3-89336-552-4

26. Analytik von ozoninduzierten phenolischen Sekundärmetaboliten in Nico-tiana tabacum L. cv Bel W3 mittels LC-MS von I. Koch (2008), III, V, 153 Seiten ISBN 978-3-89336-553-1

27. IEF-3 Report 2009. Grundlagenforschung für die Anwendung (2009), ca. 230 Seiten ISBN: 978-3-89336-554-8

28. Influence of Composition and Processing in the Oxidation Behavior of MCrAlY-Coatings for TBC Applications by J. Toscano (2009), 168 pages ISBN: 978-3-89336-556-2

29. Modellgestützte Analyse signifikanter Phosphorbelastungen in hessi-schen Oberflächengewässern aus diffusen und punktuellen Quellen von B. Tetzlaff (2009), 149 Seiten ISBN: 978-3-89336-557-9

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

30. Nickelreaktivlot / Oxidkeramik – Fügungen als elektrisch isolierende Dich-tungskonzepte für Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Stacks von S. Zügner (2009), 136 Seiten ISBN: 978-3-89336-558-6

31. Langzeitbeobachtung der Dosisbelastung der Bevölkerung in radioaktiv kontaminierten Gebieten Weißrusslands – Korma-Studie von H. Dederichs, J. Pillath, B. Heuel-Fabianek, P. Hill, R. Lennartz (2009), Getr. Pag. ISBN: 978-3-89336-532-3

32. Herstellung von Hochtemperatur-Brennstoffzellen über physikalische Gasphasenabscheidung von N. Jordán Escalona (2009), 148 Seiten ISBN: 978-3-89336-532-3

33. Real-time Digital Control of Plasma Position and Shape on the TEXTOR Tokamak by M. Mitri (2009), IV, 128 pages ISBN: 978-3-89336-567-8

34. Freisetzung und Einbindung von Alkalimetallverbindungen in kohle-befeuerten Kombikraftwerken von M. Müller (2009), 155 Seiten ISBN: 978-3-89336-568-5

35. Kosten von Brennstoffzellensystemen auf Massenbasis in Abhängigkeit von der Absatzmenge von J. Werhahn (2009), 242 Seiten ISBN: 978-3-89336-569-2

36. Einfluss von Reoxidationszyklen auf die Betriebsfestigkeit von anodenge-stützten Festoxid-Brennstoffzellen von M. Ettler (2009), 138 Seiten ISBN: 978-3-89336-570-8

37. Großflächige Plasmaabscheidung von mikrokristallinem Silizium für mikromorphe Dünnschichtsolarmodule von T. Kilper (2009), XVII, 154 Seiten ISBN: 978-3-89336-572-2

38. Generalized detailed balance theory of solar cells by T. Kirchartz (2009), IV, 198 pages ISBN: 978-3-89336-573-9

39. The Influence of the Dynamic Ergodic Divertor on the Radial Electric Field at the Tokamak TEXTOR von J. W. Coenen (2009), xii, 122, XXVI pages ISBN: 978-3-89336-574-6

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

40. Sicherheitstechnik im Wandel Nuklearer Systeme von K. Nünighoff (2009), viii, 215 Seiten ISBN: 978-3-89336-578-4

41. Pulvermetallurgie hochporöser NiTi-Legierungen für Implanat- und Dämpfungsanwendungen von M. Köhl (2009), XVII, 199 Seiten ISBN: 978-3-89336-580-7

42. Einfluss der Bondcoatzusammensetzung und Herstellungsparameter auf die Lebensdauer von Wärmedämmschichten bei zyklischer Tempera-turbelastung von M. Subanovic (2009), 188, VI Seiten ISBN: 978-3-89336-582-1

43. Oxygen Permeation and Thermo-Chemical Stability of Oxygen Permeation Membrane Materials for the Oxyfuel Process by A. J. Ellett (2009), 176 pages ISBN: 978-3-89336-581-4

44. Korrosion von polykristallinem Aluminiumoxid (PCA) durch Metall-jodidschmelzen sowie deren Benetzungseigenschaften von S. C. Fischer (2009), 148 Seiten ISBN: 978-3-89336-584-5

45. IEF-3 Report 2009. Basic Research for Applications (2009), 217 Seiten ISBN: 978-3-89336-585-2

46. Verbundvorhaben ELBASYS (Elektrische Basissysteme in einem CFK-Rumpf) - Teilprojekt: Brennstoffzellenabgase zur Tankinertisierung - Schlussbericht von R. Peters, J. Latz, J. Pasel, R. C. Samsun, D. Stolten (2009), xi, 202 Seiten ISBN: 978-3-89336-587-6

47. Aging of 14C-labeled Atrazine Residues in Soil: Location, Characterization and Biological Accessibility by N. D. Jablonowski (2009), IX, 104 pages ISBN: 978-3-89336-588-3

48. Entwicklung eines energetischen Sanierungsmodells für den europäi-schen Wohngebäudesektor unter dem Aspekt der Erstellung von Szenari-en für Energie- und CO2 - Einsparpotenziale bis 2030 von P. Hansen (2009), XXII, 281 Seiten ISBN: 978-3-89336-590-6

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

49. Reduktion der Chromfreisetzung aus metallischen Interkonnektoren für Hochtemperaturbrennstofzellen durch Schutzschichtsysteme von R. Trebbels (2009), iii, 135 Seiten ISBN: 978-3-89336-591-3

50. Bruchmechanische Untersuchung von Metall / Keramik-Verbundsystemen für die Anwendung in der Hochtemperaturbrennstoffzelle von B. Kuhn (2009), 118 Seiten ISBN: 978-3-89336-592-0

51. Wasserstoff-Emissionen und ihre Auswirkungen auf den arktischen Ozonverlust Risikoanalyse einer globalen Wasserstoffwirtschaft von T. Feck (2009), 180 Seiten ISBN: 978-3-89336-593-7

52. Development of a new Online Method for Compound Specific Measure-ments of Organic Aerosols by T. Hohaus (2009), 156 pages ISBN: 978-3-89336-596-8

53. Entwicklung einer FPGA basierten Ansteuerungselektronik für Justage-einheiten im Michelson Interferometer von H. Nöldgen (2009), 121 Seiten ISBN: 978-3-89336-599-9

54. Observation – and model – based study of the extratropical UT/LS by A. Kunz (2010), xii, 120, xii pages ISBN: 978-3-89336-603-3

55. Herstellung polykristalliner Szintillatoren für die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) von S. K. Karim (2010), VIII, 154 Seiten ISBN: 978-3-89336-610-1

56. Kombination eines Gebäudekondensators mit H2-Rekombinatorelementen in Leichtwasserreaktoren von S. Kelm (2010), vii, 119 Seiten ISBN: 978-3-89336-611-8

57. Plant Leaf Motion Estimation Using A 5D Affine Optical Flow Model by T. Schuchert (2010), X, 143 pages ISBN: 978-3-89336-613-2

58. Tracer-tracer relations as a tool for research on polar ozone loss by R. Müller (2010), 116 pages ISBN: 978-3-89336-614-9

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

59. Sorption of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) to Yangtze River sed-iments and their components by J. Zhang (2010), X, 109 pages ISBN: 978-3-89336-616-3

60. Weltweite Innovationen bei der Entwicklung von CCS-Technologien und Möglichkeiten der Nutzung und des Recyclings von CO2

Studie im Auftrag des BMWi von W. Kuckshinrichs et al. (2010), X, 139 Seiten ISBN: 978-3-89336-617-0

61. Herstellung und Charakterisierung von sauerstoffionenleitenden Dünn-schichtmembranstrukturen von M. Betz (2010), XII, 112 Seiten ISBN: 978-3-89336-618-7

62. Politikszenarien für den Klimaschutz V – auf dem Weg zum Strukturwan-del, Treibhausgas-Emissionsszenarien bis zum Jahr 2030 hrsg. von P. Hansen, F. Chr. Matthes (2010), 276 Seiten ISBN: 978-3-89336-619-4

63. Charakterisierung Biogener Sekundärer Organischer Aerosole mit Statis-tischen Methoden von C. Spindler (2010), iv, 163 Seiten ISBN: 978-3-89336-622-4

64. Stabile Algorithmen für die Magnetotomographie an Brennstoffzellen von M. Wannert (2010), ix, 119 Seiten ISBN: 978-3-89336-623-1

65. Sauerstofftransport und Degradationsverhalten von Hochtemperatur-membranen für CO2-freie Kraftwerke von D. Schlehuber (2010), VII, 139 Seiten ISBN: 978-3-89336-630-9

66. Entwicklung und Herstellung von foliengegossenen, anodengestützten Festoxidbrennstoffzellen von W. Schafbauer (2010), VI, 164 Seiten ISBN: 978-3-89336-631-6

67. Disposal strategy of proton irradiated mercury from high power spallation sources by S. Chiriki (2010), xiv, 124 pages ISBN: 978-3-89336-632-3

68. Oxides with polyatomic anions considered as new electrolyte materials for solid oxide fuel cells (SOFCs) by O. H. Bin Hassan (2010), vii, 121 pages ISBN: 978-3-89336-633-0

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

69. Von der Komponente zum Stack: Entwicklung und Auslegung von HT-PEFC-Stacks der 5 kW-Klasse von A. Bendzulla (2010), IX, 203 Seiten ISBN: 978-3-89336-634-7

70. Satellitengestützte Schwerewellenmessungen in der Atmosphäre und Perspektiven einer zukünftigen ESA Mission (PREMIER) von S. Höfer (2010), 81 Seiten ISBN: 978-3-89336-637-8

71. Untersuchungen der Verhältnisse stabiler Kohlenstoffisotope in atmo-sphärisch relevanten VOC in Simulations- und Feldexperimenten von H. Spahn (2010), IV, 210 Seiten ISBN: 978-3-89336-638-5

72. Entwicklung und Charakterisierung eines metallischen Substrats für na-nostrukturierte keramische Gastrennmembranen von K. Brands (2010), vii, 137 Seiten ISBN: 978-3-89336-640-8

73. Hybridisierung und Regelung eines mobilen Direktmethanol-Brennstoff-zellen-Systems von J. Chr. Wilhelm (2010), 220 Seiten ISBN: 978-3-89336-642-2

74. Charakterisierung perowskitischer Hochtemperaturmembranen zur Sauerstoffbereitstellung für fossil gefeuerte Kraftwerksprozesse von S.A. Möbius (2010) III, 208 Seiten ISBN: 978-3-89336-643-9

75. Characterization of natural porous media by NMR and MRI techniques: High and low magnetic field studies for estimation of hydraulic properties by L.-R. Stingaciu (2010), 96 pages ISBN: 978-3-89336-645-3

76. Hydrological Characterization of a Forest Soil Using Electrical Resistivity Tomography by Chr. Oberdörster (2010), XXI, 151 pages ISBN: 978-3-89336-647-7

77. Ableitung von atomarem Sauerstoff und Wasserstoff aus Satellitendaten und deren Abhängigkeit vom solaren Zyklus von C. Lehmann (2010), 127 Seiten ISBN: 978-3-89336-649-1

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

78. 18th World Hydrogen Energy Conference 2010 – WHEC2010 Proceedings Speeches and Plenary Talks ed. by D. Stolten, B. Emonts (2012), V, 141 pages ISBN: 978-3-89336-658-3

78-1. 18th World Hydrogen Energy Conference 2010 – WHEC2010 Proceedings

Parallel Sessions Book 1: Fuel Cell Basics / Fuel Infrastructures ed. by D. Stolten, T. Grube (2010), ca. 460 pages

ISBN: 978-3-89336-651-4 78-2. 18th World Hydrogen Energy Conference 2010 – WHEC2010

Proceedings Parallel Sessions Book 2:

Hydrogen Production Technologies – Part 1 ed. by D. Stolten, T. Grube (2010), ca. 400 pages

ISBN: 978-3-89336-652-1 78-3. 18th World Hydrogen Energy Conference 2010 – WHEC2010

Proceedings Parallel Sessions Book 3:

Hydrogen Production Technologies – Part 2 ed. by D. Stolten, T. Grube (2010), ca. 640 pages ISBN: 978-3-89336-653-8 78-4. 18th World Hydrogen Energy Conference 2010 – WHEC2010

Proceedings Parallel Sessions Book 4: Storage Systems / Policy Perspectives, Initiatives and Cooperations

ed. by D. Stolten, T. Grube (2010), ca. 500 pages ISBN: 978-3-89336-654-5

78-5. 18th World Hydrogen Energy Conference 2010 – WHEC2010

Proceedings Parallel Sessions Book 5: Stategic Analysis / Safety Issues / Existing and Emerging Markets ed. by D. Stolten, T. Grube (2010), ca. 530 pages

ISBN: 978-3-89336-655-2 78-6. 18th World Hydrogen Energy Conference 2010 – WHEC2010

Proceedings Parallel Sessions Book 6: Stationary Applications / Transportation Applications

ed. by D. Stolten, T. Grube (2010), ca. 330 pages ISBN: 978-3-89336-656-9

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

78 Set (complete book series)

18th World Hydrogen Energy Conference 2010 – WHEC2010 Proceedings

ed. by D. Stolten, B. Emonts, T. Grube (2010) ISBN: 978-3-89336-657-6

79. Ultrafast voltex core dynamics investigated by finite-element micromag-netic simulations by S. Gliga (2010), vi, 144 pages ISBN: 978-3-89336-660-6

80. Herstellung und Charakterisierung von keramik- und metallgestützten Membranschichten für die CO2-Abtrennung in fossilen Kraftwerken von F. Hauler (2010), XVIII, 178 Seiten ISBN: 978-3-89336-662-0

81. Experiments and numerical studies on transport of sulfadiazine in soil columns by M. Unold (2010), xvi, 115 pages ISBN: 978-3-89336-663-7

82. Prompt-Gamma-Neutronen-Aktivierungs-Analyse zur zerstörungsfreien Charakterisierung radioaktiver Abfälle von J.P.H. Kettler (2010), iv, 205 Seiten ISBN: 978-3-89336-665-1

83. Transportparameter dünner geträgerter Kathodenschichten der oxidkera-mischen Brennstoffzelle von C. Wedershoven (2010), vi, 137 Seiten ISBN: 978-3-89336-666-8

84. Charakterisierung der Quellverteilung von Feinstaub und Stickoxiden in ländlichem und städtischem Gebiet von S. Urban (2010), vi, 211 Seiten ISBN: 978-3-89336-669-9

85. Optics of Nanostructured Thin-Film Silicon Solar Cells by C. Haase (2010), 150 pages ISBN: 978-3-89336-671-2

86. Entwicklung einer Isolationsschicht für einen Leichtbau-SOFC-Stack von R. Berhane (2010), X, 162 Seiten ISBN: 978-3-89336-672-9

87. Hydrogen recycling and transport in the helical divertor of TEXTOR by M. Clever (2010), x, 172 pages ISBN: 978-3-89336-673-6

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

88. Räumlich differenzierte Quantifizierung der N- und P-Einträge in Grund-wasser und Oberflächengewässer in Nordrhein-Westfalen unter besonde-rer Berücksichtigung diffuser landwirtschaftlicher Quellen von F. Wendland et. al. (2010), xii, 216 Seiten ISBN: 978-3-89336-674-3

89. Oxidationskinetik innovativer Kohlenstoffmaterialien hinsichtlich schwe-rer Lufteinbruchstörfälle in HTR´s und Graphitentsorgung oder Aufarbei-tung von B. Schlögl (2010), ix, 117 Seiten ISBN: 978-3-89336-676-7

90. Chemische Heißgasreinigung bei Biomassenvergasungsprozessen von M. Stemmler (2010), xv, 196 Seiten ISBN: 978-3-89336-678-1

91. Untersuchung und Optimierung der Serienverschaltung von Silizium-Dünnschicht-Solarmodulen von S. Haas (2010), ii, 202 Seiten ISBN: 978-3-89336-680-4

92. Non-invasive monitoring of water and solute fluxes in a cropped soil by S. Garré (2010), xxiv, 133 pages ISBN: 978-3-89336-681-1

93. Improved hydrogen sorption kinetics in wet ball milled Mg hydrides by L. Meng (2011), II, 119 pages ISBN: 978-3-89336-687-3

94. Materials for Advanced Power Engineering 2010 ed. by J. Lecomte-Beckers, Q. Contrepois, T. Beck and B. Kuhn (2010), 1327 pages ISBN: 978-3-89336-685-9

95. 2D cross-hole MMR – Survey design and sensitivity analysis for cross-hole applications of the magnetometric resistivity by D. Fielitz (2011), xvi, 123 pages ISBN: 978-3-89336-689-7

96. Untersuchungen zur Oberflächenspannung von Kohleschlacken unter Vergasungsbedingungen von T. Melchior (2011), xvii, 270 Seiten ISBN: 978-3-89336-690-3

97. Secondary Organic Aerosols: Chemical Aging, Hygroscopicity, and Cloud Droplet Activation by A. Buchholz (2011), xiv, 134 pages ISBN: 978-3-89336-691-0

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

98. Chrom-bezogene Degradation von Festoxid-Brennstoffzellen von A. Neumann (2011), xvi, 218 Seiten ISBN: 978-3-89336-692-7

99. Amorphous and microcrystalline silicon applied in very thin tandem solar cells by S. Schicho (2011), XII, 190 pages ISBN: 978-3-89336-693-4

100. Sol-gel and nano-suspension electrolyte layers for high performance solid oxide fuel cells by F. Han (2011), iv, 131 pages ISBN: 978-3-89336-694-1

101. Impact of different vertical transport representations on simulating processes in the tropical tropopause layer (TTL) by F. Plöger (2011), vi, 104 pages ISBN: 978-3-89336-695-8

102. Untersuchung optischer Nanostrukturen für die Photovoltaik mit Nah-feldmikroskopie von T. Beckers (2011), xiii, 128 Seiten ISBN: 978-3-89336-696-5

103. Impact of contamination on hydrogenated amorphous silicon thin films & solar cells by J. Wördenweber (2011), XIV, 138 pages ISBN: 978-3-89336-697-2

104. Water and Organic Nitrate Detection in an AMS: Laboratory Characteriza-tion and Application to Ambient Measurements by A. Mensah (2011), XI, 111 pages ISBN: 978-3-89336-698-9

105. Entwicklung eines neuen Konzepts zur Steuerung der thermischen Aus-dehnung von glaskeramischen Verbundwerkstoffen mit angepasster Fließfähigkeit am Beispiel der Hochtemperatur-Brennstoffzelle von E. Wanko (2011), xi, 134 Seiten ISBN: 978-3-89336-705-4

106. Tomographic reconstruction of atmospheric volumes from infrared limb-imager measurements by J. Ungermann (2011), xiv, 153 pages ISBN: 978-3-89336-708-5

107. Synthese und Identifizierung von substituierten Mg-Al-Cl Doppelhydro-xidverbindungen mit Schwerpunkt IR-Spektroskopie von B. Hansen (2011), XII, 121 Seiten ISBN: 978-3-89336-709-2

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

108. Analysis of spatial soil moisture dynamics using wireless sensor net-works by U. Rosenbaum (2011), xxii, 120 pages ISBN: 978-3-89336-710-8

109. Optimierung von APS-ZrO2-Wärmedämmschichten durch Variation der Kriechfestigkeit und der Grenzflächenrauhigkeit von M. E. Schweda (2011), 168 Seiten ISBN: 978-3-89336-711-5

110. Sorption of a branched nonylphenol isomer and perfluorooctanoic acid on geosorbents and carbon nanotubes by C. Li (2011), X, 102 pages ISBN: 978-3-89336-716-0

111. Electron Transport in the Plasma Edge with Rotating Resonant Magnetic Perturbations at the TEXTOR Tokamak by H. Stoschus (2011), iv, 113 pages ISBN: 978-3-89336-718-4

112. Diffusion and Flow Investigations in Natural Porous Media by Nuclear Magnetic Resonance by N. Spindler (2011), viii, 144 pages ISBN: 978-3-89336-719-1

113. Entwicklung und Erprobung des Hygrometer for Atmospheric Investigations von T. Klostermann (2011), IV, 118 Seiten ISBN: 978-3-89336-723-8

114. Application of functional gene arrays for monitoring influences of plant/seasons on bacterial functions and community structures in constructed wetlands (Bitterfeld, Germany) by J. Ning (2011), xiv, 157 pages ISBN: 978-3-89336-724-5

115. Wasseraustrag aus den Kathodenkanälen von Direkt-Methanol-Brennstoffzellen von A. Schröder (2011), VII, 228 Seiten ISBN: 978-3-89336-727-6

116. CITYZEN Climate Impact Studies ed. by M. Schultz (2011), 45 pages ISBN: 978-3-89336-729-0

117. Software Tools zum interoperablen Austausch und zur Visualisierung von Geodatensätzen über das Internet von M. Schultz, M. Decker, S. Lührs (2011), iv, 156 Seiten ISBN: 978-3-89336-730-6

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

118. Optimierung eines Leichtbaudesigns für ein SOFC-Brennstoffzellenstack von T. Nguyen-Xuan (2011), III, 154 Seiten ISBN: 978-3-89336-732-0

119. Institute of Energy and Climate Research IEK-6: Nuclear Waste Management & Reactor Safety Report 2009/2010 Material Science for Nuclear Waste Management ed. by M. Klinkenberg, S. Neumeier, D. Bosbach (2011), 242 pages ISBN: 978-3-89336-735-1

120. Fate of the Antibiotic Sulfadiazine in Yangtze River Sediments: Transfor-mation, Sorption and Transport by N. Meng (2011), XII, 111 pages ISBN: 978-3-89336-736-8

121. Thermodynamische Eigenschaften gasförmiger und kondensierter Ver-bindungen für Hochtemperaturanwendungen von T. Markus (2011), II, 131 Seiten ISBN: 978-3-89336-728-3

122. Ein neues LIF-Instrument für flugzeug- und bodengebundene Messungen von OH- und HO2-Radikalen in der Troposphäre von S. Broch (2011), IV, 160 Seiten ISBN: 978-3-89336-742-9

123. Processes in the Yangtze River System - Experiences and Perspectives Workshop-Proceedings ed. by S. Küpper, G. Subklew, R.-D. Wilken (2011), 83 pages ISBN: 978-3-89336-744-3

124. Thermo-Mechanical Properties of Mixed Ion-Electron Conducting Mem- brane Materials by B. Huang (2011), 130 pages ISBN: 978-3-89336-746-7

125. Growth, Etching, and Stability of Sputtered ZnO:AI for Thin-Film Silicon Solar Cells by J. I. Owen (2011), xv, 192 pages ISBN: 978-3-89336-749-8

126. Entwicklung geträgerter Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ Sauerstoff-Permeations-membranen von F. Schulze-Küppers (2011), ii, 119 Seiten ISBN: 978-3-89336-752-8

127. Development of the 2-Component-Injection Moulding for Metal Powders by A. P. Cysne Barbosa (2011), XIV, 150 pages ISBN: 978-3-89336-753-5

Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment

128. Performance of Tungsten-Based Materials and Components under ITER and DEMO Relevant Steady-State Thermal Loads by G. H. Ritz (2011), X, 128 pages ISBN: 978-3-89336-755-9

129. Experimentelle Bestimmung und numerische Simulation von Viskositäten in Schlackesystemen unter Vergasungsbedingungen von T. Nentwig (2011), 156 Seiten ISBN: 978-3-89336-756-6

130. Development of Thin Film Oxygen Transport Membranes on Metallic Sup-ports by Y. Xing (2012), iv, 117 pages ISBN: 978-3-89336-765-8

131. Release of Inorganic Trace Elements from High-Temperature Gasification of Coal by M. Bläsing (2012), XVIII, 145 pages ISBN: 978-3-89336-772-6

132. Rauchgasseitige Korrosion von Nickelbasislegierungen für zukünftige 700°C-Dampfkraftwerke von F. Lüttschwager (2012), 145 Seiten ISBN: 978-3-89336-773-3

133. In-Situ Raman Spectroscopy: A Method to Study and Control the Growth of Microcrystalline Silicon for Thin-Film Solar Cells by S. Muthmann (2012), x, 134 pages ISBN: 978-3-89336-774-0

Ener

gie

& U

mw

elt

Ener

gy &

Env

iron

men

t

133

Energie & Umwelt / Energy & EnvironmentBand / Volume 133ISBN 978-3-89336-774-0 M

itglie

d de

r H

elm

holtz

-Gem

eins

chaf

tM

itglie

d de

r H

elm

holtz

-Gem

eins

chaf

t In-Situ Raman Spectroscopy: A Method to Study and Control the Growth of Microcrystalline Silicon for Thin-Film Solar Cells

Stefan Muthmann

Stef

an M

uthm

ann

In-S

itu R

aman

Spe

ctro

scop

y