磁控濺射制備CIGS薄膜太陽(yáng)能電池吸收層的研究.pdf

1、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池因其光電轉(zhuǎn)換效率高，成本比較低，工作性能較穩(wěn)定而被認(rèn)為是最有前途的薄膜電池，目前，CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率最高已經(jīng)達(dá)到20.3％，是所有薄膜類(lèi)電池之首。影響CIGS薄膜太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率高低的關(guān)鍵在于其光吸收層質(zhì)量的好壞，常見(jiàn)的吸收層的制備方法有:熱蒸發(fā)法、濺射金屬預(yù)置層后硒化法，電化學(xué)沉積法等。因其制備工藝復(fù)雜等原因使得CIGS薄膜太陽(yáng)能電池大面積產(chǎn)業(yè)化還較為困難，所以，繼續(xù)研究新的適

2、用于大面積的CIGS吸收層制備方法有著非常重要的意義。
　　本文通過(guò)采用雙層直流濺射的方式在鈉鈣玻璃基底上沉積得到Mo薄膜，采用射頻磁控濺射的方法來(lái)濺射銅銦鎵硒四元合金靶在鍍有Mo的鈉鈣玻璃上沉積CIGS薄膜，采用掃描電鏡(SEM)、X射線(xiàn)衍射儀(XRD)、紫外可見(jiàn)光光度計(jì)、拉曼光譜測(cè)試儀等設(shè)備研究了工作氣壓和基底溫度對(duì)CIGS薄膜性能的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在實(shí)驗(yàn)設(shè)定的三種工作氣壓下由單靶磁控濺射沉積所得到的CIGS薄膜

3、都具有(112)面擇優(yōu)取向。當(dāng)工作氣壓為0.8Pa時(shí)，CIGS薄膜表面最為平整致密，晶粒大小最為均勻，同時(shí)通過(guò)EDX測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該條件下所得薄膜各原子組分比符合高效吸收層的要求。并且通過(guò)紫外-可見(jiàn)光測(cè)試證明所得CIGS薄膜對(duì)可見(jiàn)光具有非常高的吸收率，適合作為高效率太陽(yáng)能電池的吸收層材料。隨著基底溫度的不斷增加，CIGS薄膜的結(jié)晶度也顯著增加，并且與此同時(shí)，晶粒大小也增加了。當(dāng)基底溫度超過(guò)550℃時(shí)，可以獲得晶粒大，結(jié)晶度好的CIGS薄膜。