Förderprojekte

Förderbeginn 01.01.2010

Laserscribing dünner Schichten Transparent Leitfähiger Oxide für Anwendungen in der Solarzellen und Displaytechnologie

Prof. Dr. Ralf Hellmann
Hochschule Aschaffenburg
Fakultät für Ingenieurwissenschaften

Marco Arrigoni
Coherent Inc.
Standard

Im Rahmen des Vorhabens wird eine vergleichende Studie des Laserscribing dünner Schichten Transparent Leitfähiger Oxide durchgeführt. Anwendungen dieser Schichten sind in der Solarzellen- und Displaytechnologie zu finden. Dabei kommen unterschiedliche Laserstrahlquellen mit Nanosekunden, Pikosekunden und Femtosekunden Pulslängen im Spektralbereich von 266nm bis 1064nm zum Einsatz. Auf der Basis dieser umfangreichen Studie sollen die Vorteile der unterschiedlichen Strahlquellen herausgearbeitet und eine optimale Bearbeitungsstrategie für das Laserscribing Transparent Leitfähiger Oxide erarbeitet werden. So wird mit kürzeren Laserpulsen eine Verringerung der Wärmeeinflusszone und in Verbindung mit höheren Pulsspitzenleistungen ein insgesamt verbessertes Bearbeitungsergebnis erwartet. Als weiterführendes Ziel des Vorhabens ist die Identifizierung der relevanten und zugrunde liegenden Wechselwirkungsmechanismen beim Laserbearbeitungsprozess zu nennen.

Abschlussbericht
Im Rahmen des Vorhabens wurde eine vergleichende Studie des Laserscribing dünner Schichten Transparent Leitfähiger Oxide (englisch transparent conductive oxide, kurz TCO) durchgeführt. Anwendungen dieser Schichten sind in der Solarzellen- und Displaytechnologie zu finden. Dabei kamen unterschiedliche Laserstrahlquellen mit Nanosekunden und Pikosekunden Pulslängen im Spektralbereich von 266 nm bis 1064 nm zum Einsatz. Dabei wurde gezeigt, dass für die anspruchsvollere Strukturierung von TCO für Organische Leuchtdioden Laserpulse im Pikosekundenregime aufgrund der geringen Wärmeeinflusszone zu minimierten Randüberhöhungen und einer guten Kanalgeometrie mit glatten Böden führen. Hingegen den üblicherweise favorisierten UV-Wellenlängen konnte zudem gezeigt werden, dass eine Ablation mit Pulsenergien in der Nähe der Ablationsschwelle auch im Infraroten Spektralbereich zu guten Ergebnissen führt. Dadurch kann aus Anwendersicht auf komplexere und kostenintensivere frequenzkonvertierte Laser verzichtet werden.