Bei Dünnschichtsolarzellen werden die maximalen Effizienzwerte von Ger\"aten erreicht, die Cu(In,Ga)Se2 als Absorber verwenden. Diese Tatsache sollte jedoch nicht darüber hinwegtäuschen, dass es hier immer noch Verbesserungspotential gibt. Die Hauptquellen für Effizienzverluste in diesem Solarzellentyp werden durch Gitterdefekte erzeugt. Daher würde ein vollständigeres Verständnis dieser Defektart in Cu(In,Ga)Se2-basierten Solarzellen helfen, den Wachstumsprozess so zu verbessern, dass schädliche Defekte vermieden und die Effizienz gesteigert wird. Um dieses Ziel zu erreichen, liefern First-Principles-Berechnungen wertvolle Erkenntnisse, die experimentelle Studien ergänzen und auch als prädiktive Werkzeuge genutzt werden können. Diese Berechnungen wurden und werden erfolgreich für den Fall von Punkt- und Planardefekten in Cu(In,Ga)Se2-basierten Solarzellen durchgeführt.

Ein Defekttyp, der bis jetzt in geringerem Maße untersucht wurde, sind jedoch Gitterversetzungen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine vollständige Studie über die strukturellen und elektronischen Eigenschaften von Frank Partialversetzungen und perfekten Versetzungen in CuInSe2 und CuGaSe2 durchzuführen. Die Ergebnisse dieser Studie erlauben es uns, zumindest teilweise, das Rätsel zu lösen, warum Cu(In,Ga)Se2-basierten Solarzellen mit einer sehr hohen Versetungsdichte trotzdem einen guten Wirkungsgrad aufweisen können. Insbesondere im Falle von Frank Partialversetzungen deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass diese Kerne eine nicht-stöchiometrische Konfiguration bevorzugen und daher hochgradig schädlich sind. Deshalb sollte dieser Fehlertyp am Ende des Herstellungsprozesses nicht vorhanden sein um ein hocheffizienten Solarzelle zu erzeugen. Wir konnten den positiven Effekt der Cu-reichen Stufe des dreistufigen Co-Verdampfungsprozesses, mit dem der Absorber in hocheffizienten Geräten abgeschieden wird, mit dem Verschwinden dieser Partialversetzungen verknüpfen. Im Falle von stöchiometrischen perfekten Versetzungen zeigen unsere Resultate, dass deren elektrische Aktivität mit dem Vorhandensein von Kationen-Kationen oder Anionen-Anionen "falschen" Bindungen in den Kernen zusammenhängt. Außerdem haben wir herausgefunden, dass kationenreiche α-Kerne in Cu(In,Ga)Se2 Halbleitern elektrisch aktiv sind, während die anionreichen β-Kerne es nicht sind. Diese Ergebnisse, zusammen mit unserer Untersuchung der Tendenz zur Natriumanreicherung in den elektrisch aktiven Kernen, werden in Bezug zu experimentellen Befunden und Strukturmodelle in der Literatur gesetzt.