發(fā)布時間：2021-08-28 15:23

　　當今社會,“能源危機”和“環(huán)境污染”是困擾人類的兩大難題。太陽能電池是有效利用太陽能的重要手段,為解決能源危機和環(huán)境污染提供了可能。Cu In1-xGax Se2（簡稱CIGS）薄膜太陽能電池具有轉換效率高、廉價、穩(wěn)定等特點。在眾多制備CIGS薄膜的方法中,電沉積方法具有成本低、操作簡單、設備要求不高等優(yōu)點。離子液體作為一種新型的綠色溶劑,具有電化學窗口寬、穩(wěn)定無毒的優(yōu)良特性。為此,提出了離子液體電沉積CIGS薄膜的設想。采用“兩步法”制備CIGS太陽能電池吸收層,即先用電沉積方法制備CuIn/Ga金屬預制層,然后通過硒化處理得到CIGS薄膜。首先研究了銅銦在[BMIM][Tf O]離子液體中電化學動力學（放電步驟、可逆性）性質,然后,著重探究溶液濃度、沉積電位和溫度對合金沉積層元素比例、元素分布、形貌和晶體結構的影響,摸索出了銅銦合金共沉積的基本規(guī)律。在此基礎上,通過循環(huán)伏安曲線分析了鎵在[BMIM][Tf O]離子液體中的循環(huán)伏安行為,探討了鎵在銅銦薄膜上的沉積規(guī)律,最終篩選出了Cu Cl2（25mmol/L）In Cl3（38mmol/L）、共沉積電位-1.8V、沉積時間30mi... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 CIGS薄膜太陽能電池研究現狀
        1.2.1 CIGS薄膜太陽能電池的發(fā)展現狀
        1.2.2 CIGS薄膜太陽能電池的結構和工作原理
        1.2.3 CIGS薄膜太陽能電池的制備方法
    1.3 離子液體電沉積CIGS薄膜的研究現狀
    1.4 CIG預制層硒化工藝簡介
        1.4.1 用H2Se作為硒源
        1.4.2 用單質Se作為硒源
    1.5 本論文的研究內容
第2章 實驗材料及研究方法
    2.1 實驗藥品和儀器設備
    2.2 實驗方法
        2.2.1 電解液配制方法
        2.2.2 基底的選擇與清洗
        2.2.3 電化學測試
        2.2.4 恒電勢沉積
    2.3 薄膜材料的結構和性能表征方法
        2.3.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜分析（EDS）
        2.3.2 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.3.3 X射線衍儀 (XRD )
        2.3.4 拉曼光譜分析(Raman)
        2.3.5 紫外光譜分析(UV-vis)
        2.3.6 霍爾效應測試
第3章 電沉積Cu-In/Ga金屬預制層工藝的研究
    3.1 離子液體中銅與銦的循環(huán)伏安行為
    3.2 溶液組成及工藝條件對電沉積Cu-In合金的影響
        3.2.1 溶液組成對Cu-In合金沉積層組成和微觀形貌的影響
        3.2.2 沉積電位對Cu-In合金沉積層組成和微觀形貌的影響
        3.2.3 沉積溫度對Cu-In合金沉積層組成和微觀形貌的影響
    3.3 Cu-In合金預制層的制備及其結構分析
    3.4 離子液體中Ga的循環(huán)伏安行為
    3.5 Ga在Cu-In合金預制層上的電沉積工藝研究
        3.5.1 沉積溫度對Cu-In/Ga金屬預制層的組成和形貌的影響
        3.5.2 沉積時間對Cu-In/Ga金屬預制層的組成和形貌的影響
    3.6 Cu-In/Ga金屬預制層的組成和結構分析
    3.7 本章小結
第4章 CIGS薄膜的成膜工藝研究
    4.1 硒化方式的選擇。
        4.1.1 開放式的硒化系統(tǒng)
        4.1.2 封閉式的硒化系統(tǒng)
    4.2 銅銦鎵硒（CIGS）薄膜材料硒化工藝的研究
        4.2.1 退火溫度對銅銦鎵硒薄膜材料形貌和結構的影響
        4.2.2 退火時間對銅銦鎵硒薄膜材料形貌和結構的影響
    4.3 合金化處理對CIG金屬預制層硒化結果影響
        4.3.1 升溫過程中的合金化處理對硒化退火過程的影響
        4.3.2 不同的合金化溫度對銅銦鎵硒薄膜材料形貌和結構的影響
    4.4 銅銦鎵硒（CIGS）薄膜材料的組成和結構分析
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]太陽能利用技術發(fā)展趨勢評述[J]. 陸維德.  世界科技研究與發(fā)展. 2007(01)
[2]周期順序蒸發(fā)工藝生長的Cu（In,Ga）Se2薄膜結構[J]. 徐傳明,許小亮,閔海軍,徐軍,楊曉杰,黃文浩,劉洪圖.  半導體學報. 2003(10)



本文編號：3368764