電沉積銅銦鎵金屬預(yù)置層及其硒化的研究.pdf

1、為了解決能源短缺和環(huán)境惡化所帶來(lái)的危機(jī),作為潔凈能源的一種一太陽(yáng)能的利用是當(dāng)今社會(huì)的主要話題。Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太陽(yáng)電池以效率高、穩(wěn)定性好(無(wú)衰退)等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是最有前途的光伏器件之一,而采用電沉積制備CIGS薄膜,降低了成本,提高了原料的利用率,適合大面積工業(yè)化產(chǎn),成為各大研究機(jī)構(gòu)爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。
　　 本論文采用雙電極體系,依次在Mo/玻璃襯底上電沉積金屬Cu、In和Ga,制備了符合化學(xué)計(jì)量比的

2、CuIn和CuInGa金屬預(yù)置層,并采用三電極體系和霍爾槽實(shí)驗(yàn)對(duì)三種溶液分別進(jìn)行了研究。對(duì)預(yù)置層采用了合金化處理,解決了以Cu打底制備CIS/CIGS薄膜與襯底結(jié)合力差的問題。對(duì)200℃和400℃下合金化結(jié)果進(jìn)行了比較分析,并對(duì)這兩種溫度下合金化后的硒化結(jié)果進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)在400℃合金化下的薄膜結(jié)晶情況要優(yōu)于200℃合金化下的薄膜,但是200℃合金化下的薄膜表面更加平整。
　　 本論文對(duì)從CuCl2、InCl3、GaCl3、H

3、2SeO3組成的酸性水溶液中,一步電沉積的CIGS薄膜,以及金屬預(yù)置層硒化后的CIS/CIGS薄膜進(jìn)行了快速熱處理(RTP),發(fā)現(xiàn)RTP處理能有效的改善薄膜的結(jié)晶質(zhì)量。比較分析了一步電沉積CIGS薄膜RTP處理和普通硒化處理結(jié)果,發(fā)現(xiàn)RTP處理后的CIGS薄膜質(zhì)量?jī)?yōu)于普通硒化后的薄膜,并且不會(huì)產(chǎn)生裂紋。對(duì)RTP后和普通硒化后的CIGS薄膜進(jìn)行了物理氣相沉積(PVD)來(lái)補(bǔ)充少量的In和Ga,得到比例合適的CIGS薄膜并對(duì)其進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)R

4、TP處理可以使原薄膜表面的晶粒在PVD過(guò)程中重新結(jié)晶并長(zhǎng)大。
　　 本論文同時(shí)對(duì)一步電沉積CIGS薄膜RTP處理后的電池器件和金屬預(yù)置層后硒化制備的CIS/CIGS及其RTP處理后的電池器件進(jìn)行了研究。對(duì)于一步電沉積CIGS薄膜,經(jīng)過(guò)RTP處理后所制備的電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了8.80％,是國(guó)內(nèi)一步電沉積CIGS薄膜電池的最高轉(zhuǎn)化效率。對(duì)于金屬預(yù)置層后硒化制備的CIS薄膜,經(jīng)RTP處理后電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了7.58％,CIGS薄膜電池效