脈沖激光沉積后硒化法制備CIGS薄膜.pdf

1、太陽電池作為發(fā)展最快的清潔能源,具有無噪聲、無污染、不受地域限制、利用成本低等特點(diǎn),近幾年來薄膜電池得到了高速發(fā)展。以CuInGaSe2(簡稱CIGS)為吸收層的薄膜太陽電池是在玻璃或者其它廉價(jià)襯底上沉積6層以上化合物半導(dǎo)體和金屬薄膜材料,薄膜總厚度約3—4μm。該電池成本低、性能穩(wěn)定、抗輻射能力強(qiáng),其光電轉(zhuǎn)換效率高,被稱為最有前途的廉價(jià)太陽電池之一。
　　 本研究包括兩方面的內(nèi)容：⑴用脈沖激光沉積(PLD)法制備了不同成分比例

2、的CIG預(yù)制膜,在硒化條件相同的情況下制備了CIGS薄膜,系統(tǒng)地研究了激光能量和濺射次數(shù)等工藝參數(shù)對薄膜結(jié)構(gòu)及形貌的影響；⑵用脈沖激光沉積(PLD)法制備了成分比例相同的CIG預(yù)制膜,在不同的硒化條件下制備了CIGS薄膜,系統(tǒng)地研究了熱處理溫度等工藝參數(shù)對薄膜結(jié)構(gòu)、形貌及光學(xué)性能的影響。采用臺(tái)階儀、X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、紫外分光光度計(jì)等對制備的薄膜進(jìn)行了檢測,分析結(jié)果表明：①設(shè)定CuGa靶和In靶

3、濺射能量分別為350和250mJ,靶襯間距為35 mm,能夠避免 In聚集現(xiàn)象；②CuGa靶和In靶濺射次數(shù)分別為5和6萬次,硒化后制備出的CIGS薄膜中Cu、In、Ga的原子含量為 nCu／(nIn+nGa)=0.98,nGa／(nIn+nGa)=0.28,這種略微貧Cu和富Se的組分比能夠制備出高質(zhì)量CIGS薄膜；③硒化溫度250℃、硒化時(shí)間60min、熱處理溫度550℃、熱處理時(shí)間30min時(shí)制備的薄膜厚度約為1.3μm；顆粒輪廓