A1019 Integriertes Vakuum-Aufdampf- und Photoelektronenspektroskopie-System

Integriertes Vakuum-Aufdampf- und Photoelektronenspektroskopie-System inkl. Lieferung. Einbringung, Installation und Inbetriebnahme

Hauptort der Ausführung: Helmholtz Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Geb. 12.8, Kekuléstraße 5, 12489 Berlin, Labor

Am HZB wird seit 2012 im Bereich der Perowskit-Photovoltaik geforscht. Ein starker Fokus liegt auf der erfolgreichen Entwicklung von Tandemsolarzellen auf Basis von Perowskiten und Silizium. Hier konnte kürzlich mit 29.2 % die zweithöchste zertifizierte Tandem-Solarzelleneffizienz weltweit gezeigt werden. Weitere Effizienz-Steigerungen erfordern ein verbessertes Verständnis u.a. der Stöchiometrie und elektronischen Zustandsdichte der in solchen Zellen eingesetzten Halbleiter- und TCO-Schichten sowie ihrer Grenzflächen.

Vor diesem Hintergrund soll im Rahmen des Investitions-Vorhabens ein integriertes System zur Abscheidung und Analytik von Halbleiter-Dünnschichten auf Zell-relevanten Flächen von 2.5x2.5cm² (1x1“) beschafft werden.

Benötigt wird eine kompakte HV/UHV-Clusteranlage, bestehend aus einer Schleusenkammer (Load Lock) mit Inertgas-(N2-)Glovebox, einer PVD-Prozesskammer, einer Photoelektronenspektroskopie-Analytikkammer und einem Transfersystem zwischen den Kammern, an dem mindestens ein weiterer Port für zukünftige Erweiterungen zur Verfügung stehen soll.

Die Anlage soll Platz für mind. 4 Proben der Größe 2.54x2.54mm² (1x1“) – typ. Glassubstrate von 1-4mm Dicke, aber auch Silizium-Wafer mit typ. Dicke 150-250µm – bieten. In der Analytik- bzw. PVD-Kammer sollen XPS-, UPS-, IPES- und CFSYS-Messungen bzw. Depositionen mittels therm. Verdampfen und Sputtern automatisiert („Rezept-gesteuert“) durchgeführt werden. Hierfür sind einfach zu bedienende integrierte Steuer- bzw. Mess-Programme notwendig.

Kernstück und ein Alleinstellungsmerkmal der Anlage wird die Photoelektronenspektroskopie mit variabler Photonenenergie im Nah-UV-Bereich (constant final state yield Spektroskopie, CFSYS); die hierfür genutzte Beleuchtungsquelle ist eine HZB-Eigenentwicklung. Hieraus ergeben sich einige besondere Anforderungen (Details  „besondere fachliche Kriterien“): Zur Ein- /Auskopplung der Nah-UV-Lichtquelle sind an der Kammer zwei einander gegenüberliegende Ports ISO CF 40 im „magic angle“ relativ zur Probe vorzusehen. Der Energieanalysator muss eine sehr niedrige Dunkelzählrate (~10 counts/s über alle Kanäle eines Multichannel-Detektors) und hohe Transmission sowie Linearität für niederenergetische Photoelektronen (0-20eV) erreichen. Die Mess-Software muss mit offenen, sehr gut dokumentierten Programmier-Schnittstellen (APIs) zur externen Ansteuerung mittels Labview ausgestattet sein, so dass die am HZB entwickelte, bereits bestehende CFSYS-Mess-Software mit vertretbarem Aufwand portiert werden kann.

Die PVD-Kammer dient zum thermischen Aufdampfen und Sputtern von organischen und anorganischen Kontaktschichten (HTL und ETL; Metalle), aus vier oder mehr Quellen. Dabei ist sicherzustellen, dass Co-Verdampfungsprozesse aus bis zu zwei Einzel-Verdampferprozessen kombiniert werden können, ohne dass es zu einer gegenseitigen Beeinflussung der Einzelquellen-bezogenen Depositionsrate und deren Ratenmessung kommt. Material- & thermisches Übersprechen (cross-talk) ist zu minimieren. Für die Be- und Entladung der Quellen mit z.T. Sauerstoff- und feuchtigkeitsempfindlichen organischen Materialien ist ein geeignetes Handling-Konzept vorzulegen.

Preis - Gewichtung: 30%

Maßnahme zur Beschleunigung investiver Maßnahmen wegen der COVID-19-Pandemie

Anzahl der elektronisch eingegangenen Angebote: 1

Genaue Angaben zu den Fristen für die Einlegung von Rechtsbehelfen: