CIGS薄膜的單靶濺射制備和熱處理工藝研究.pdf

1、Cu(In1-xGax)Se2(CIGS)為黃銅礦結(jié)構(gòu)的直接帶隙p-型半導(dǎo)體，光吸收系數(shù)高達(dá)105cm-1,適合制備薄膜太陽能電池。CIGS的禁帶寬度可通過控制Ga的摻入量在1.04～1.67 eV可調(diào)，來實現(xiàn)光吸收與太陽光譜匹配。CIGS光電轉(zhuǎn)換效率高，光照下無性能衰減，是目前最具潛力的太陽能薄膜電池之一。
　　本文主要對CIGS四元光伏靶材、單靶濺射CIGS薄膜及其薄膜硒化處理進(jìn)行研究，探索熱壓燒結(jié)CIGS靶材制備工藝與CIG

2、S薄膜制備及膜的硒化處理之間的聯(lián)系。分別研究了燒結(jié)溫度對靶材致密度，襯底溫度、固態(tài)Se源退火對沉積CIGS薄膜光電性能的影響，并探究之間的聯(lián)系。
　　(1)通過對CIGS靶材的燒結(jié)工藝的探索，制備了致密度92％以上的符合濺射需求的靶材，其中630℃制備的靶材致密對為98.85％。得出了在壓力45 Mp，粒徑75 um，燒結(jié)時間3h條件下的較優(yōu)燒結(jié)溫度范圍為620℃～650℃。
　　(2)對燒結(jié)的CIGS靶材在不同襯底溫度下沉

3、積CIGS薄膜，發(fā)現(xiàn)靶材致密度在92％以上，則相同襯底溫度制備薄膜與靶材成分基本相同，與靶材燒結(jié)溫度關(guān)系不大。隨著靶材燒結(jié)溫度的升高，CIGS薄膜能在更低溫度形成(220)擇優(yōu)取向。薄膜的形貌與靶材燒結(jié)溫度密切相關(guān)，可能是由于燒結(jié)溫度使得制備的靶材內(nèi)致密度和化學(xué)缺陷改變使得晶粒生長行為發(fā)生變化。
　　(3)530℃固態(tài)Se氣氛中退火后，CIGS薄膜的方塊電阻變大，結(jié)晶性和形貌得到改善，退火后薄膜成分中的Se元素原子百分比增加，改善