CIGS薄膜太陽能電池關(guān)鍵功能層的制備及表征.pdf

1、銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽能電池具有轉(zhuǎn)換效率高、生產(chǎn)成本低、抗輻射性能強和弱光特性好等許多優(yōu)點，是極具發(fā)展前景的薄膜太陽能電池之一。目前，小面積CIGS/CdS/ZnO異質(zhì)結(jié)薄膜太陽能電池的最高效率達到20.3％，十分接近晶硅電池的水平。但是，從產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平的角度來看，CIGS電池較晶硅電池還存在較大的差距。制約CIGS電池商業(yè)化發(fā)展及應(yīng)用的主要原因有以下兩個方面：1）CIGS層的制備工藝極為復(fù)雜，大面積薄膜的均勻性較差；2）CIG

2、S/CdS/ZnO多層膜構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，使得各層薄膜質(zhì)量對電池性能的影響較大。
　　鑒于以上原因，本文從易于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的角度出發(fā)，提出了采用磁控濺射CIGS四元合金靶一步制備CIGS薄膜，并對濺射過程中相關(guān)工藝參數(shù)進行了系統(tǒng)性的研究；與此同時，采用化學(xué)水浴法和磁控濺射法分別對緩沖層CdS薄膜和窗口層ZnO薄膜進行了優(yōu)化研究，為CIGS器件的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。具體研究內(nèi)容如下：
　　1)采用磁控濺射CIGS四元合金靶一步制備CI

3、GS薄膜，系統(tǒng)地研究了襯底溫度、濺射功率和濺射氣壓對CIGS薄膜性能的影響。結(jié)果表明，該方法制備的CIGS薄膜均勻致密,與靶材具有一致的黃銅礦相結(jié)構(gòu)。薄膜的微觀形貌及化學(xué)成分比可以通過改變?yōu)R射參數(shù)進行調(diào)控，在襯底溫度、濺射功率及濺射氣壓都較高的情況下，薄膜的晶粒尺寸較大、輪廓明顯，具有較強的(220)/(204)擇優(yōu)取向，且薄膜的成分接近化學(xué)計量比。
　　2)采用化學(xué)水浴法沉積CdS薄膜，對相關(guān)工藝進行了研究。結(jié)果表明，化學(xué)水浴法