堿金屬摻雜在銅銦鎵硒太陽電池中的應用.pdf

1、近年來薄膜太陽電池飛速發(fā)展,銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽電池引起光伏行業(yè)的廣泛關注。其中柔性CIGS薄膜太陽電池具有高的重量功率比、質量輕、可彎曲、性能穩(wěn)定等優(yōu)點,并可采用卷對卷工藝實現大規(guī)模生產,明顯降低成本,便于攜帶和運輸。隨著柔性CIGS薄膜太陽電池轉換效率的不斷刷新,提高電池性能,優(yōu)化低成本、高質量吸收層的制備工藝及堿金屬摻雜的應用成為研究的熱點。
　　本文以聚酰亞胺(PI)材料為襯底,在低溫條件下對四元化合物CIGS薄膜

2、的三步共蒸發(fā)方法進行優(yōu)化。第一步采用沉積IGS預制層的方法來改善CIGS吸收層的附著性,第二步在合適的襯底溫度下沉積富Cu態(tài)的CIGS薄膜,促進吸收層生長大晶粒尺寸,第三步共同蒸發(fā)四種元素,得到貧Cu態(tài)的CIGS薄膜。
　　本文選用NaF化合物作為蒸發(fā)源,通過改變蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)時間、襯底溫度尋找合適的NaF蒸發(fā)工藝條件,研究前摻Na和后摻Na工藝對CIGS薄膜結構、形貌和電學性能的影響。結果表明,Na的摻入不僅會提高CIGS薄膜的

3、載流子濃度,降低電阻率,而且會促進CIGS薄膜的生長。但由于前摻Na工藝中,Na對CIGS薄膜沉積過程中元素的相互擴散有影響,導致XRD圖譜中產生明顯的雙峰劈裂現象。因此,后摻Na工藝較為適合。
　　最后,對后摻Na樣品進行退火處理,確保Na充分地擴散進CIGS薄膜中。通過改變退火氣氛、退火時間和退火溫度,獲得優(yōu)化的退火工藝,即在150℃的空氣中快速退火2分鐘。應用上述優(yōu)化的吸收層沉積工藝及后摻Na再退火優(yōu)化工藝,制備出效率較高的