銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池的制備.pdf

1、太陽能作為一種新型清潔能源，是未來社會的主要能源之一。目前市場上仍以Si太陽電池為主，Cu(InGa)Se2(CIGS)薄膜太陽能電池具有轉(zhuǎn)換效率高、廉價、穩(wěn)定等特點。隨著資源和環(huán)境的要求，以CIGS為主要材料的太陽電池市場化成為必然。三步共蒸發(fā)法是目前應(yīng)用最廣泛也是最受研究人員青睞的工藝，該方法制備的CIGS薄膜太陽能電池的效率已高達19.99％。而濺射硒化法，工藝流程容易控制，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。目前國外電池組件的轉(zhuǎn)化效率一般在12-1

2、3％，我國的研究還剛剛起步，和國外水平還有很大差距。
　　本論文主要研究一種操作簡單、可控、適合產(chǎn)業(yè)化需要的技術(shù)工藝，即濺射制備合金預制膜后硒化的制備方法。首先，在不銹鋼襯底上制備厚度約1微米的Mo電極，在濺射過程中通過改變工作氣壓，濺射雙層Mo金屬膜，使Mo電極具有類似層狀結(jié)構(gòu)，消除了內(nèi)應(yīng)力的影響，從而提高了Mo電極和玻璃襯底之間，及其和CIGS吸收層之間的附著力。然后，在沉積有Mo電極的玻璃襯底上，通過磁控濺射的方法制備約70

3、0納米厚度的Cu(InGa)預制層薄膜，靶材采用自制的Cu(InGa)合金靶。硒化采用在低溫和高溫過程依次進行的2步方法，采用固態(tài)硒源，避免了劇毒的H2Se氣體的生成。通過在低溫區(qū)保溫30分鐘，再在高溫區(qū)保溫25分鐘，制備出了性能較好的CIGS吸收層薄膜，具有(112)晶面擇優(yōu)取向，顯示明顯的黃銅礦單一結(jié)構(gòu)。薄膜表面平整，晶粒大小均勻、排列緊密。分別用化學水浴法和真空蒸鍍法制備CdS窗口層。分析比較兩種方法制備出的CdS薄膜，發(fā)現(xiàn)采用真