CIGS和ZnO薄膜結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池具有高轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性高、禁帶寬度可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，一直備受關(guān)注，CIGS電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分為背電極、吸收層、緩沖層、窗口層和減反層等多層，每層的薄膜質(zhì)量，直接影響CIGS電池的光電轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性等電池性能，CIGS層作為CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的P型層，制備時(shí)，襯底的溫度對(duì)薄膜的質(zhì)量有較大的影響；i-ZnO帶隙3.3eV，是作為CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的的N型的理想材料；AZO薄膜與i-ZnO晶格匹配，作為透明電極。因此，

2、進(jìn)一步研究薄膜的制備工藝和薄膜制備的新方法具有重大意義。本文主要對(duì)CIGS電池結(jié)構(gòu)中的吸收層（CIGS薄膜）和窗口層（i-ZnO和AZO薄膜）進(jìn)行探究，其主要研究?jī)?nèi)容分為兩部分：
　　（1）用四元合金靶材制備CIGS薄膜，主要研究了常溫生長(zhǎng)CIGS薄膜后再后續(xù)退火、高溫生長(zhǎng)CIGS薄膜后再后續(xù)退火、直接高溫生長(zhǎng)CIGS薄膜這三個(gè)工藝過(guò)程對(duì)CIGS薄膜的影響；通過(guò)XRD、SEM等表征手段發(fā)現(xiàn)，直接高溫生長(zhǎng)得到的CIGS薄膜的結(jié)晶性和

3、微觀形貌更為理想；對(duì)比不同直接高溫生長(zhǎng)的CIGS薄膜，隨溫度升高，結(jié)晶性和載流子濃度均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在工作壓強(qiáng)為1Pa，濺射功率為120W，襯底溫度為500℃時(shí)，制備的薄膜晶粒尺寸大、表面平整、載流子濃度高、光響應(yīng)最好。
　　（2）利用磁控濺射法和溶膠-凝膠法制備了i-ZnO和AZO薄膜，用磁控濺射法制備的i-ZnO薄膜，透過(guò)率均超過(guò)80％，隨濺射氣壓增加，晶粒變大，帶隙寬度增大；隨濺射功率的增加，晶粒也變大，但帶隙寬度

4、減小。對(duì)溶膠-凝膠法，旋涂次數(shù)為11次時(shí)結(jié)晶性最好；旋涂次數(shù)小于7次時(shí)，i-ZnO薄膜的透過(guò)率超過(guò)80％。與磁控濺射法相比，溶膠-凝膠法制備的i-ZnO薄膜較差，透射率差，光學(xué)吸收邊向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。
　　對(duì)磁控濺射制備的AZO薄膜，隨濺射氣壓的增加電阻率先降低后增加，在0.7Pa時(shí)，電阻率最低；隨濺射功率的增加，電阻率也是先降低后增加，在200W時(shí)，電阻率最低。隨鋁摻雜量的增加，電阻率先降低后增加，當(dāng)摻雜濃度為5％時(shí)，薄膜的電阻率