CIGS薄膜太陽電池吸收層及Mo電極的制備工藝研究.pdf

1、銅銦鎵硒薄膜太陽電池是現(xiàn)今薄膜太陽電池領(lǐng)域發(fā)展前景最好的電池之一。在當(dāng)前的薄膜電池產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域中，濺射后硒化技術(shù)適合于大面積規(guī)?；苽銫IGS薄膜電池。本論文分兩部分內(nèi)容，第一部分是圍繞濺射后硒化法兩步工藝制備高質(zhì)量的Cu(In1-xGax)Se2(CIGS)薄膜，并對CIGS薄膜性能進(jìn)行了研究。第二部分是，在CIGS吸收層與Mo電極整合過程中，系統(tǒng)研究了Mo電極的制備工藝在硒化熱處理中存在的技術(shù)問題。
　　第一部分利用CuGa(3

2、∶1 at％)合金靶和單質(zhì)In靶雙靶交替磁控濺射制備CuInGa金屬預(yù)制層，研究了預(yù)制層的濺射參數(shù)對薄膜組分及微觀形貌的影響，從而為CIGS薄膜后續(xù)的硒化處理調(diào)控出合適的組分及薄膜結(jié)晶形貌;并在硒化熱處理過程中通過優(yōu)化退火溫度、退火方式、退火時(shí)間等熱處理工藝來制備高質(zhì)量的CIGS吸收層，最后通過XRD、SEM和霍爾效應(yīng)等測試分析儀器對CIGS薄膜材料的性能進(jìn)行表征分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最優(yōu)制備工藝為:預(yù)制層采用In/CuGa/In/CuG

3、a/In的疊層方式，硒化過程中采用200℃低溫預(yù)處理10min，然后升溫30min到500℃，在500℃恒溫20min。CIGS薄膜為p型貧銅黃銅礦相，晶粒大小約3～5μm。
　　第二部分是在雙層Mo電極上制備CIGS薄膜時(shí)，實(shí)驗(yàn)中遇到兩大技術(shù)問題:Mo薄膜脫落和MoSe2層過厚。分別對這兩個(gè)技術(shù)問題進(jìn)行深入研究，研究結(jié)果表明:通過優(yōu)化Mo電極的第一層沉積厚度，從125nm增加到150nm，Mo薄膜的粘附性在熱處理過程中得到了明顯