柔性金屬基底CIGS太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散阻擋層和吸收層的制備及表征.pdf

1、柔性襯底銅銦鎵硒(CIGS)太陽(yáng)電池具有很多優(yōu)點(diǎn),它不但質(zhì)量輕、可彎曲,而且可采用繞帶式沉積,可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),顯著降低生產(chǎn)成本。以不銹鋼帶和銅帶作為柔性襯底,不僅價(jià)格低廉,而且能適應(yīng)高質(zhì)量器件的高溫制備環(huán)境。但是襯底中有害元素的擴(kuò)散會(huì)降低電池的質(zhì)量,需在襯底和背電極之間制備一層擴(kuò)散阻擋層。采用濺射后硒化法制備銅銦鎵硒薄膜,易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn);后硒化采用固態(tài)硒顆粒作為硒源,安全、環(huán)保對(duì)設(shè)備要求低。但是現(xiàn)有固態(tài)硒源硒化裝置不能實(shí)現(xiàn)

2、柔性電池的連續(xù)化卷繞生產(chǎn)。因此本文的重點(diǎn)是研究可以低沉本制備用于不銹鋼和銅襯底的新型擴(kuò)散阻擋層,同時(shí)研究了吸收層預(yù)制膜的制備工藝和采用固態(tài)源連續(xù)化硒化工藝,為產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　第一,選擇Ni、Ni-Mo合金和Ni/Ni-Mo多層膜三種不同材料作為擴(kuò)散阻擋層,研究了Ni/Ni-Mo多層膜的制備方法,并采用 SEM、EDS等測(cè)試方法對(duì)比研究了三種不同材料作為擴(kuò)散阻擋層的相關(guān)性能,結(jié)果表明,Ni/Ni

3、-Mo多層膜適合作為柔性金屬襯底CIGS太陽(yáng)能電池的擴(kuò)散阻擋層;且減小Ni子層的厚度并提高Ni-Mo子層中的Mo含量有利于提高多層膜的擴(kuò)散阻擋作用。
　　第二,采用磁控濺射的方法制備了Cu-In合金預(yù)制膜,分析了濺射功率對(duì)預(yù)制膜沉積速率、表面形貌、成分和相結(jié)構(gòu)的影響。對(duì)濺射之后的預(yù)制膜在非真空快速升溫到280℃的條件下進(jìn)行了合金化熱處理,保溫2min即可獲得理想的合金相結(jié)構(gòu)。
　　第三,針對(duì)柔性CIGS太陽(yáng)能電池連續(xù)化卷繞生

4、產(chǎn)工藝的需要,自行設(shè)計(jì)制造了連續(xù)化處理預(yù)制膜形成CIGS吸收層的硒化爐和相應(yīng)高活性可控硒蒸汽供應(yīng)裝置。預(yù)制層隨柔性襯底在爐腔中行進(jìn)的過(guò)程中依次完成升溫、硒化形成吸收層、冷卻的過(guò)程,高活性可控硒蒸汽的供應(yīng)裝置實(shí)現(xiàn)硒蒸汽的持續(xù)供應(yīng)和方便的可控性。
　　第四,使用所設(shè)計(jì)硒化設(shè)備,進(jìn)行了硒化工藝的研究,首先對(duì)比了不同襯底對(duì)吸收層的影響,然后探索了高溫快速硒化工藝部分參數(shù)對(duì)吸收層的影響。表面沉積了Ni/Ni-Mo多層膜的不銹鋼襯底能適應(yīng)高溫