CIGS薄膜太陽能電池的工藝研究與制造.pdf

1、太陽能電池作為發(fā)展最快的清潔能源，具有無噪聲、無污染、不受地域的限制、利用成本低的特點。近幾年來薄膜電池得到了高速發(fā)展，其中銅銦鎵硒（CIGS）太陽能電池具有成本低、性能穩(wěn)定、抗輻射能力強、高吸收效率和轉(zhuǎn)化效率、吸收層材料禁帶寬度可調(diào)等優(yōu)點，受到了國際光伏界的廣泛關(guān)注。
　　本文在查閱國內(nèi)外大量文獻資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)闡述了CIGS太陽能電池的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能參數(shù)及各參數(shù)對電池特性的影響。針對現(xiàn)行CIGS共蒸發(fā)和后硒化法工藝相對

2、復(fù)雜、制備周期較長的缺點，實驗創(chuàng)新采用了在薄膜沉積工藝中較為成熟的濺射技術(shù)，射頻磁控濺射得到CIGS吸收層，所用靶材是燒結(jié)CIGS靶材，并對底電極Mo、吸收層CIGS、緩沖層CdS、窗口層ZnO與ZAO進行單項工藝研究。實驗中嘗試改變?yōu)R射氣壓、襯底溫度、退火條件、溶液配比等工藝參數(shù)，并借助場發(fā)射電鏡（FESEM）、光電子能譜（EDS）、X射線衍射（XRD）、紫外分光光度計等測試，對薄膜的微觀結(jié)構(gòu)、透射率、電阻率等光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)進行分析，

3、以優(yōu)化工藝參數(shù)，得到品質(zhì)較好的單層薄膜。
　　實驗采用雙層濺射法在玻璃襯底上得到結(jié)合優(yōu)良且電阻率較低的Mo電極；在襯底加熱下的條件下射頻磁控濺射得到了與Mo結(jié)合較好的CIGS薄膜，通過退火提高了晶化程度并降低了薄膜電阻率；通過調(diào)整溶液配比，用化學(xué)水浴法制備得到了相對平整均勻、在580nm以上具有高透射率的CdS緩沖層，并對濺射法制備CdS進行了初步研究；采用濺射工藝制備了對可見光具有高透過性的ZnO與ZAO窗口層，通過提高濺射氣壓