磁控濺射制備CIGS薄膜太陽能電池吸收層的研究.pdf

1、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池因其光電轉換效率高，成本比較低，工作性能較穩(wěn)定而被認為是最有前途的薄膜電池，目前，CIGS薄膜太陽能電池的光電轉換效率最高已經(jīng)達到20.3％，是所有薄膜類電池之首。影響CIGS薄膜太陽能電池光電轉換效率高低的關鍵在于其光吸收層質量的好壞，常見的吸收層的制備方法有:熱蒸發(fā)法、濺射金屬預置層后硒化法，電化學沉積法等。因其制備工藝復雜等原因使得CIGS薄膜太陽能電池大面積產(chǎn)業(yè)化還較為困難，所以，繼續(xù)研究新的適

2、用于大面積的CIGS吸收層制備方法有著非常重要的意義。
　　本文通過采用雙層直流濺射的方式在鈉鈣玻璃基底上沉積得到Mo薄膜，采用射頻磁控濺射的方法來濺射銅銦鎵硒四元合金靶在鍍有Mo的鈉鈣玻璃上沉積CIGS薄膜，采用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、紫外可見光光度計、拉曼光譜測試儀等設備研究了工作氣壓和基底溫度對CIGS薄膜性能的影響。
　　實驗結果表明在實驗設定的三種工作氣壓下由單靶磁控濺射沉積所得到的CIGS薄膜

3、都具有(112)面擇優(yōu)取向。當工作氣壓為0.8Pa時，CIGS薄膜表面最為平整致密，晶粒大小最為均勻，同時通過EDX測試發(fā)現(xiàn)，該條件下所得薄膜各原子組分比符合高效吸收層的要求。并且通過紫外-可見光測試證明所得CIGS薄膜對可見光具有非常高的吸收率，適合作為高效率太陽能電池的吸收層材料。隨著基底溫度的不斷增加，CIGS薄膜的結晶度也顯著增加，并且與此同時，晶粒大小也增加了。當基底溫度超過550℃時，可以獲得晶粒大，結晶度好的CIGS薄膜。