銅銦鎵硒硫(CIGSS)薄膜太陽(yáng)能電池相關(guān)材料的制備與研究.pdf

1、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池具有成本低、使用壽命長(zhǎng)、無(wú)光致衰退效應(yīng)、穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)、高吸收效率和高光電轉(zhuǎn)換效率、吸收層材料光學(xué)禁帶寬度可調(diào)等優(yōu)點(diǎn),從而被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的薄膜太陽(yáng)能電池之一。本論文涉及的實(shí)驗(yàn)中采用三步共蒸發(fā)法制備 CIGS吸收層薄膜,并對(duì)其它各層薄膜進(jìn)行了優(yōu)化,制備了CIGS電池器件;為了提高CIGS薄膜的光學(xué)禁帶寬度,通過(guò)對(duì)三步共蒸發(fā)法制備的CIGS薄膜進(jìn)行表面硫化處理得到銅銦鎵硒硫(CIGSS)薄膜;

2、采用磁控濺射法制備新型透明導(dǎo)電層SnO2:Sb(ATO)薄膜,并首次將其作為CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的透明導(dǎo)電層,制備了電池器件。
　　通過(guò)直流磁控濺射法在玻璃襯底上制備了結(jié)合優(yōu)良且電阻率較低的雙層Mo背電極,三步共蒸發(fā)法制備了結(jié)晶良好的CIGS吸收層,CBD法制備了相對(duì)平整均勻的CdS緩沖層,磁控濺射法制備了高透過(guò)率的本征ZnO、AZO窗口層,蒸發(fā)法制備了山字形Ni-Al電極,最終制備了光電轉(zhuǎn)換效率為10.3％的CIGS太陽(yáng)電池器

3、件。
　　通過(guò)在硫化氫和氬氣的混合氣氛內(nèi)對(duì)三步共蒸發(fā)法制備的CIGS薄膜進(jìn)行表面硫化處理,從而在CIGS薄膜表面獲得一層高禁帶寬度的CIGSS薄膜來(lái)提高薄膜表面的帶隙。研究了在不同硫化條件下硫化后的吸收層薄膜的晶相,微觀結(jié)構(gòu)以及化學(xué)成分的變化。通過(guò)優(yōu)化硫化工藝參數(shù),最終在硫化溫度為550℃,硫化時(shí)間為60分鐘時(shí),在CIGS薄膜表面制備了一層厚度為200nm左右的黃銅礦結(jié)構(gòu)沒(méi)有雜相的CIGSS薄膜。
　　通過(guò)優(yōu)化濺射工藝參數(shù)后