CIGS基薄膜太陽能電池吸收層的納米油墨涂覆工藝研究.pdf

1、能源危機是當(dāng)今世界各國共同面臨的問題。在常規(guī)能源儲量的日益減少，使用帶來的環(huán)境污染問題日益嚴重的今天，薄膜太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研究具有非常重要的意義。采用納米油墨涂覆工藝來制備CIGS薄膜太陽能電池，具有成本低、工藝簡單、制備時間短、易進行批量、大面積產(chǎn)生等優(yōu)勢。但是一般工藝流程中納米油墨的制備和調(diào)配較為繁瑣，得到的油墨分散性不好，薄膜涂覆質(zhì)量差，限制了納米油墨涂覆技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展應(yīng)用。
　　本文在傳統(tǒng)CIGS納米油墨涂覆工藝的

2、基礎(chǔ)上，優(yōu)化了納米油墨調(diào)配和薄膜涂覆的工藝流程，改善了油墨的分散性和薄膜的涂覆質(zhì)量。同時以元素替代的方法對CIGS基薄膜太陽能電池生產(chǎn)成本的降低進行了研究，使其更符合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的要求。主要內(nèi)容和總結(jié)如下：
　　(1)采用不同的方式進行納米油墨的調(diào)配，通過SEM掃描電鏡觀察，減少油墨清洗、離心的程度有助于改善油墨的分散性、提高油墨的涂覆質(zhì)量，制備出表面更為平整均勻的薄膜。
　　(2)采用雙溫管式爐進行硒化退火，對制備得到的CI

3、GS薄膜進行SEM掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)采用涂覆-干燥循環(huán)工藝制備的前驅(qū)體薄膜經(jīng)硒化退火后得到的CIGS薄膜表面形貌均較為疏松，多孔洞。采用相同的涂覆工藝時，將硒化退火時間由20分鐘延長到60分鐘后，硒化退火制備得到的CIGS薄膜結(jié)晶性有所改善。
　　(3)采用不同油墨以絲網(wǎng)印刷方式制備CIGS薄膜。通過SEM掃描電鏡觀察，采用涂覆-熱分解循環(huán)工藝制備的CIGS薄膜相較于采用涂覆-干燥循環(huán)工藝制備的CIGS薄膜具有更為致密的薄膜形貌。

4、通過XRD衍射圖譜分析，采用涂覆-熱分解循環(huán)工藝制備的薄膜相比于涂覆-干燥循環(huán)工藝制備的薄膜，有機物分解更完全，碳、氧雜質(zhì)含量少。
　　(4)采用球磨法制備CZTSe前驅(qū)體納米油墨，以旋涂工藝制備CZTSe薄膜。通過水浴超聲測試發(fā)現(xiàn)，在油墨調(diào)配過程中添加適量乙基纖維素有助于改善CZTSe薄膜的成膜性，得到牢固不脫落的薄膜。通過XRD衍射圖譜分析，乙基纖維素的加入在薄膜內(nèi)引入了一定量的碳、氧雜質(zhì)，降低了薄膜的結(jié)晶性。當(dāng)硒化退火時間由