基于溶液法制程的CIGS薄膜太陽能電池的研究.pdf

1、銅銦鎵硒（CIGS）材料具有轉換效率高，穩(wěn)定性能好，抗干擾、抗輻射等諸多優(yōu)點，受到國內外光伏研究工作者的長期關注。本課題針對目前CIGS薄膜太陽能電池研究中關鍵材料即 CIGS吸收層和 ZnS緩沖層材料進行研究，旨在探索大面積、高質量CIGS和ZnS薄膜制備工藝路線，為CIGS薄膜電池器件的開發(fā)奠定基礎。Ga元素在CIGS晶體中只是替代In元素的位置，起到調節(jié)CIS系化合物的禁帶寬度的作用，可以在研究成熟CIS系化合物之后再加入Ga元素

2、進行討論，因此本課題主要研究CIS系化合物材料薄膜太陽能電池。
　　本課題是以突破非真空法制作 CIS膜層需要硫化或硒化的技術瓶頸，結合納米材料具有的獨特性能為出發(fā)點；選擇基于溶液法合成CIS納米晶制作CIS薄膜太陽能電池的方式。本課題主要按以下四個步驟開展研發(fā)工作：
　　(1)基于溶液法合成CIS納米晶，研究各種不同方法下合成的CIS納米材料的區(qū)別；本課題已成功采用Schlenk line及微波加熱法合成出不同顆粒尺寸的C

3、IS納米晶材料，并實現對CIS納米晶顆粒尺寸在2～10nm間可調。
　　(2) CIS吸收膜層制備方法研究。本課題采用旋涂法制作CIS預制膜層，經過500℃下優(yōu)化熱處理重結晶，獲得致密的 CIS膜層，詳細探索分散劑和優(yōu)化熱處理條件對CIS吸收膜層的影響。
　　(3) N型材料膜層的制備研究。為結合P型膜層制作光電器件，本課題對N型材料膜層制備工藝進行探索，成功使用化學水浴法制備出均勻致密的ZnS膜層。
　　(4) CI

4、S納米材料的光電性能的初步研究。為驗證溶液法合成的CIS納米材料制作的 CIS吸收膜層具有光電性能，在本實驗中我們采取簡便的方式驗證。將 P型CIS膜層與N型材料膜層直接物理性接觸，制作出簡單的PN結光電器件，在模擬太陽光測試條件下能檢測到了開路電壓和短路電流，由此可以初步證明合成的CIS納米材料具備光電性能。
　　本論文研究了 CIS納米晶體的合成技術、并探討了相應薄膜的制備工藝，初步研究了其在太陽能電池中的光電性能。該方面的研