Mikro- und Nanostrukturierung mittels Laserstrahlung

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Lasergestützte Strukturierung von Dünnschichtsystemen

Mechanismen lasergestützter Dünnschichtstrukturierungsprozesse und Beispiele der Ritzmorphologie für CIGS-Solar-Absorberschichten

Die Arbeiten zur Mikrostrukturierung von dünnen Schichten zielen auf die Herstellung applikationsspezifischer Strukturen oder Muster zur Erhöhung der Funktionalität der Schichten. Die gegenwärtigen Arbeiten konzentrieren sich vor allem auf Schichten mit Anwendungen im optischen, optoelektronischen und/oder elektronischen Bereich, wodurch wichtige Eigenschaften der Strukturen die durch Lasermikrobearbeitung hergestellt werden zu sicher sind. Im Zentrum der Qualitätserfordernisse stehen

  • Präzision in Dimension, Überdeckung, Rauheit und Registrierung
  • schädigungsarme Strukturierung von Schicht und Substrat sowie
  • Schichtabtragselektivität zum Schichtträger

Hierfür können je nach Strukturierungsaufgabe, Materialsystem und Struktur/Muster verschiedene Lasermaterialbearbeitungsprozesse angewendet werden, um geeignete Schichtabtragsmechanismen zur Realisierung der Zieleigenschaften zu nutzen.

Hauptsächliche Themenbereiche sind:

  • Ritzen von TCO Schichten
  • Ritzen von Schichten zur integrierten Verschaltung von Solarzellen für Module
  • Abtrag und Ritzen von Materialien für die organische (Opto)Elektronik
  • Mikrostrukturierung von Funktionsschichten auf (transparenten) Barriereschichten

 

Ausgewählte Publikationen

  • L. Bayer, X. Ye, P. Lorenz and K. Zimmer
    Studies on perovskite film ablation and scribing with ns-, ps- and fs-laser pulses

    Applied Physics A 123 (10) (2017) 619
    doi: 10.1007/s00339-017-1234-5
  • L. Bayer, M. Ehrhardt, P. Lorenz, S. Pisoni, S. Buecheler, A. N. Tiwari and K. Zimmer
    Morphology and topography of perovskite solar cell films ablated and scribed with short and ultrashort laser pulses

    Applied Surface Science 416 (2017) 112-117
    doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.04.058
  • M. Ehrhardt, A. Wehrmann, P. Lorenz, K. Zimmer
    Patterning of CIGS thin films induced by rear-side laser ablation of polyimide carrier foil

    Applied Physics A 113(2) (2013) 309-313
    DOI: 10.1007/s00339-013-7962-2
  • A. Wehrmann, S. Puttnins, L. Hartmann, M. Ehrhardt, P. Lorenz, K. Zimmer
    Analysis of laser scribes at CIGS thin-film solar cells by localized electrical and optical measurements

    Optics & Laser Technology 44 (2012) 1753-1757
    doi.org/10.1016/j.optlastec.2012.01.009
  • A. Wehrmann, H. Schulte-Huxel, M. Ehrhardt, D. Ruthe, K. Zimmer, A. Braun and S. Ragnow
    Change of electrical properties of CIGS thin-film solar cells after structuring with ultrashort laser pulses

    Proc. of SPIE 7921 (2011) 79210T-14
    doi: 10.1117/12.874999