合金靶材濺射法制備Cu(In,Ga)Se2薄膜與其性能研究.pdf

1、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池被公認為最具潛力的下一代太陽能電池，據(jù)最新報道，實驗室小面積CIGS薄膜太陽能電池單元光電轉(zhuǎn)化效率已突破20％，其電池組件效率高達16％。CIGS薄膜太陽能電池有長的壽命、穩(wěn)定的性能、低廉的生產(chǎn)成本、強的抗輻射性、優(yōu)良的弱光響應特性和高的光電轉(zhuǎn)化效率等優(yōu)點，然而，由于其相對復雜的制備工藝和器件結構，其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)正面臨嚴峻的技術瓶頸。據(jù)不完全統(tǒng)計，2010年世界光伏發(fā)電總裝機量達25吉瓦(GW)左右，但C

2、IGS薄膜太陽能電池市場占有率不到5％。所以，進一步研究和開發(fā)新的低成本的且容易大面積生產(chǎn)的CIGS薄膜太陽能電池制備技術工藝有重大意義。
　　 本文采用磁控濺射鍍膜技術制備光吸收層CIGS薄膜材料，以四元合金CIGS為靶材，系統(tǒng)研究濺射功率、壓強、靶材成分和后退火工藝對CIGS薄膜光電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在濺射功率為130W、工作氣壓為1.3Pa時，可以制備出具有(112)擇優(yōu)生長相、表面平整、光電性能優(yōu)良的CIGS薄膜。后

3、續(xù)退火能使CIGS重結晶并充分補償濺射過程中流失的Se元素，使CIGS薄膜具有更好的結晶度、化學元素比例和光電特性。此外，文章系統(tǒng)研究緩沖層硫化鎘(CdS)薄膜材料的化學水浴法(CBD)制備工藝。通過調(diào)節(jié)氨水濃度和其他反應條件可制備出適合于太陽能電池應用的緩沖層CdS薄膜材料。為了進一步研究CIGS薄膜的性質(zhì)，制備結構為典型的玻璃(基板)/Mo/CIGS/CdS/i-ZnO/Al-ZnO/Ag CIGS薄膜太陽能電池器件。在室溫25℃、