本文關(guān)鍵詞： CIGS 混合多步沉積 沉積時間 Cu2-xSe 結(jié)晶度　出處：《華中科技大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：太陽能電池是一種發(fā)展前景可觀的清潔能源，其具有無污染、利用成本低、不受地域的限制等優(yōu)點，在一些國家和地區(qū)得到廣泛應用。近些年，許多研究者致力于開發(fā)新一代的太陽能電池，其中銅銦鎵硒（Cu(In,Ga)Se2, CIGS）薄膜太陽能電池因具有光電轉(zhuǎn)化效率高、抗輻射能力強、弱光性好、工作性能穩(wěn)定和生產(chǎn)成本低的特點，而被認為是一種最有發(fā)展?jié)摿Φ谋∧ぬ柲茈姵亍?目前，在CIGS吸收層的多種制備方法中僅有三步共蒸發(fā)法和濺射后硒化法得到了效率較高的小面積電池。但是，這兩種方法工藝過程復雜、成本較高，也不能夠大面積沉積，所以這兩種方法難以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。相對于蒸發(fā)鍍膜工藝，磁控濺射鍍膜技術(shù)具有薄膜致密性高、附著力強、組分均勻性好、原材料利用率高和大面積沉積等優(yōu)點，，是一種比較成熟的薄膜制備工藝。因此，本文中我們采用磁控濺射法制備CIGS吸收層。 在實驗中，利用兩塊不同組分的銅銦鎵硒Cu-In-Ga-Se四元靶材，采用混合多步濺射的方法，分別濺射制備不同銅含量的CIGS預置層，經(jīng)過熱處理后得到多層復合的CIGS吸收層；其中，有目的地引入一步銅過量沉積階段制備一層富Cu的CIGS預置層，這一層中產(chǎn)生的Cu2-xSe二次相能夠促進CIGS晶粒生長，提高薄膜的結(jié)晶度。同時，我們改變銅過量沉積階段的沉積時間，研究、分析在不同沉積方案下制備的CIGS吸收層的成分、結(jié)構(gòu)、形貌和光學及電學特性的變化。最后，用該方法制備的CIGS光吸收層與磁控濺射制備的ZnS緩沖層組合制成簡易的CIGS薄膜太陽能電池，并測試、分析所制備的電池的性能。
[Abstract]:Solar cell is a kind of clean energy with promising development prospect. It has the advantages of no pollution, low utilization cost and no limitation of region. It has been widely used in some countries and regions in recent years. Many researchers are committed to the development of a new generation of solar cells, in which the copper indium gallium selenite cuprum InGaSe Se2 (CIGS) thin film solar cells have the characteristics of high photoelectric conversion efficiency, strong radiation resistance, good weak light, stable working performance and low production cost. It is considered to be one of the most promising thin-film solar cells. At present, only three-step co-evaporation and post-sputtering selenization have been used to obtain small area batteries with high efficiency among the various preparation methods of CIGS absorption layer. However, these two methods have complex process, high cost, and can not be deposited in large area. So these two methods are difficult to produce on a large scale. Compared with the evaporation coating process, the magnetron sputtering coating technology has the advantages of high film density, strong adhesion, good component uniformity, high utilization ratio of raw materials and large area deposition. Therefore, the magnetron sputtering method is used to fabricate the CIGS absorption layer. In the experiment, two different copper indium gallium selenium (Cu-In-Ga-Se) quaternary target materials were used to fabricate CIGS prefabricated layers with different copper content by mixed multistep sputtering. After heat treatment, multilayer composite CIGS absorption layer was obtained. A Cu rich CIGS predeposited layer was prepared by introducing one step copper excess deposition stage. The Cu2-xSe secondary phase produced in this layer can promote the growth of CIGS grains and improve the crystallinity of the film. At the same time, we change the deposition time of the copper excess deposition stage. The composition, structure, morphology and optical and electrical properties of the CIGS absorption layer prepared under different deposition schemes were studied and analyzed. A simple CIGS thin film solar cell was prepared by combining the CIGS optical absorption layer prepared by this method and the ZnS buffer layer prepared by magnetron sputtering. The performance of the prepared CIGS thin film solar cell was tested and analyzed.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM914.4

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