濺射硒化法制備CIGS太陽能電池薄膜及其性能研究.pdf

1、Cu(InGa)Se2(CIGS)薄膜太陽能電池具有轉(zhuǎn)換效率高、廉價、穩(wěn)定等特點。三步共蒸發(fā)法是目前應(yīng)用最廣泛也是最受研究人員青睞的工藝，該方法制備的CIGS薄膜太陽能電池的效率已高達19.99％。但是，三步共蒸發(fā)法制備工藝難以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，這是CIGS薄膜太陽能電池研究面臨的主要問題之一。而濺射硒化法，工藝流程容易控制，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
　　本文以高純的銅粉、銦粉、鎵粉為源材料制備了銅銦鎵合金靶材，采用先濺射后硒化的方法制備了CI

2、GS太陽能電池薄膜。用SEM、XRD、紫外-可見光分光計等設(shè)備對薄膜的表面形貌、結(jié)構(gòu)、光學性能和電學性能進行檢測。
　　研究了濺射功率、濺射時間以及氬氣分壓對CIG預(yù)制膜性能的影響，從而獲得制備CIG預(yù)制膜的最佳濺射工藝。研究了襯底溫度、硒化時間以及硒蒸氣分壓對CIGS薄膜表面形貌、結(jié)構(gòu)、光學性能和電學性能的影響，從而獲得制備CIGS薄膜的最佳硒化工藝。
　　研究結(jié)果表明:沉積速度與濺射功率的大小成正比，氬氣分壓會影響鍍層的

3、結(jié)構(gòu)，鍍層厚度與濺射時間成正比。濺射過程中，當濺射功率為150W，濺射氬氣分壓為0.15Pa，濺射時間為15min時，獲得了均勻致密且厚度適當(645.83nm)CIG預(yù)制膜;硒化襯底溫度為400℃，硒化時間為60min，硒蒸氣分壓為1.0×10-3 Pa時，制備的薄膜結(jié)晶度高，無明顯缺陷空洞，表面致密均勻，并且獲得了具有單一黃銅礦結(jié)構(gòu)的CIGS相，薄膜在(112)面有擇優(yōu)取向;在不同的襯底溫度、硒化時間、硒蒸氣分壓下制備的薄膜對可見光