銅銦鎵硒太陽能電池的多層復(fù)合吸收層薄膜的制備及特性研究.pdf

1、太陽能電池是一種發(fā)展前景可觀的清潔能源，其具有無污染、利用成本低、不受地域的限制等優(yōu)點，在一些國家和地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。近些年，許多研究者致力于開發(fā)新一代的太陽能電池，其中銅銦鎵硒（Cu(In,Ga)Se2, CIGS）薄膜太陽能電池因具有光電轉(zhuǎn)化效率高、抗輻射能力強(qiáng)、弱光性好、工作性能穩(wěn)定和生產(chǎn)成本低的特點，而被認(rèn)為是一種最有發(fā)展?jié)摿Φ谋∧ぬ柲茈姵亍?br>　　目前，在CIGS吸收層的多種制備方法中僅有三步共蒸發(fā)法和濺射后硒化法得到了

2、效率較高的小面積電池。但是，這兩種方法工藝過程復(fù)雜、成本較高，也不能夠大面積沉積，所以這兩種方法難以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。相對于蒸發(fā)鍍膜工藝，磁控濺射鍍膜技術(shù)具有薄膜致密性高、附著力強(qiáng)、組分均勻性好、原材料利用率高和大面積沉積等優(yōu)點，是一種比較成熟的薄膜制備工藝。因此，本文中我們采用磁控濺射法制備CIGS吸收層。
　　在實驗中，利用兩塊不同組分的銅銦鎵硒Cu-In-Ga-Se四元靶材，采用混合多步濺射的方法，分別濺射制備不同銅含量的C

3、IGS預(yù)置層，經(jīng)過熱處理后得到多層復(fù)合的CIGS吸收層；其中，有目的地引入一步銅過量沉積階段制備一層富Cu的CIGS預(yù)置層，這一層中產(chǎn)生的Cu2-xSe二次相能夠促進(jìn)CIGS晶粒生長，提高薄膜的結(jié)晶度。同時，改變銅過量沉積階段的沉積時間，研究、分析在不同沉積方案下制備的CIGS吸收層的成分、結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)及電學(xué)特性的變化。最后，用該方法制備的CIGS光吸收層與磁控濺射制備的ZnS緩沖層組合制成簡易的CIGS薄膜太陽能電池，并測試、分析