堿金屬摻雜在銅銦鎵硒太陽(yáng)電池中的應(yīng)用.pdf

1、近年來薄膜太陽(yáng)電池飛速發(fā)展,銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)電池引起光伏行業(yè)的廣泛關(guān)注。其中柔性CIGS薄膜太陽(yáng)電池具有高的重量功率比、質(zhì)量輕、可彎曲、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),并可采用卷對(duì)卷工藝實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),明顯降低成本,便于攜帶和運(yùn)輸。隨著柔性CIGS薄膜太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率的不斷刷新,提高電池性能,優(yōu)化低成本、高質(zhì)量吸收層的制備工藝及堿金屬摻雜的應(yīng)用成為研究的熱點(diǎn)。
　　本文以聚酰亞胺(PI)材料為襯底,在低溫條件下對(duì)四元化合物CIGS薄膜

2、的三步共蒸發(fā)方法進(jìn)行優(yōu)化。第一步采用沉積IGS預(yù)制層的方法來改善CIGS吸收層的附著性,第二步在合適的襯底溫度下沉積富Cu態(tài)的CIGS薄膜,促進(jìn)吸收層生長(zhǎng)大晶粒尺寸,第三步共同蒸發(fā)四種元素,得到貧Cu態(tài)的CIGS薄膜。
　　本文選用NaF化合物作為蒸發(fā)源,通過改變蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)時(shí)間、襯底溫度尋找合適的NaF蒸發(fā)工藝條件,研究前摻Na和后摻Na工藝對(duì)CIGS薄膜結(jié)構(gòu)、形貌和電學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,Na的摻入不僅會(huì)提高CIGS薄膜的

3、載流子濃度,降低電阻率,而且會(huì)促進(jìn)CIGS薄膜的生長(zhǎng)。但由于前摻Na工藝中,Na對(duì)CIGS薄膜沉積過程中元素的相互擴(kuò)散有影響,導(dǎo)致XRD圖譜中產(chǎn)生明顯的雙峰劈裂現(xiàn)象。因此,后摻Na工藝較為適合。
　　最后,對(duì)后摻Na樣品進(jìn)行退火處理,確保Na充分地?cái)U(kuò)散進(jìn)CIGS薄膜中。通過改變退火氣氛、退火時(shí)間和退火溫度,獲得優(yōu)化的退火工藝,即在150℃的空氣中快速退火2分鐘。應(yīng)用上述優(yōu)化的吸收層沉積工藝及后摻Na再退火優(yōu)化工藝,制備出效率較高的