寬帶隙化合物半導體薄膜太陽電池研究.pdf

1、　　本文對I-III-VI族寬帶隙化合物半導體銅鎵硒CuGaSe2(CGS)薄膜材料及太陽電池進行了詳細研究。研究內容包括：高質量CGS薄膜材料的制備及結構和光電特性,化學水浴法制備CdS薄膜及熱處理工藝,CGS薄膜太陽電池的制備及性能。
　　在CGS薄膜的制備方面,主要研究了Cu/Ga比例、生長溫度和襯底織構對CGS薄膜結構和光電特性的影響。研究發(fā)現(xiàn),(1)隨成分比例Cu/Ga值增大,薄膜的晶粒尺寸增大且分布均勻,結晶質量明顯

2、改善。同時,薄膜電阻率減小,載流子濃度增大；(2)380/500℃以上為理想的CGS薄膜生長溫度,此時薄膜的表面形貌較好,結晶質量高且電學參數適合制備太陽電池；(3)金屬Mo層是理想的背接觸層,在Mo層上生長的CGS薄膜晶粒尺寸較大且縱向晶粒分布均勻。而以ZAO為襯底生長的CGS薄膜性能相對較差,因此提高透明背接觸材料特性用于生長高質量CGS薄膜并用于疊層太陽電池的頂電池至關重要。
　　在緩沖層硫化鎘(CdS)薄膜研究方面,本論

3、文通過化學水浴法在醋酸鎘體系中制備出均勻致密的CdS薄膜,對其進行不同時間和溫度的低溫熱處理。結果表明,在100℃進行5min 熱處理可以增大 CdS 薄膜的晶粒尺寸且使薄膜的結晶質量、電學性能和光學性能得到改善。因此在100℃進行5min熱處理這一過程可應用于CGS薄膜太陽電池,提高太陽電池的性能。
　　在CGS薄膜太陽電池制備方面,以Mo作為背接觸層制備的CGS薄膜太陽電池取得η=1.84%的光電轉換效率(Jsc=6.5mA