當(dāng)今社會(huì),“能源危機(jī)”和“環(huán)境污染”是困擾人類的兩大難題。太陽(yáng)能電池是有效利用太陽(yáng)能的重要手段,為解決能源危機(jī)和環(huán)境污染提供了可能。Cu In1-xGax Se2（簡(jiǎn)稱CIGS）薄膜太陽(yáng)能電池具有轉(zhuǎn)換效率高、廉價(jià)、穩(wěn)定等特點(diǎn)。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(jiǎn)單、設(shè)備要求不高等優(yōu)點(diǎn)。離子液體作為一種新型的綠色溶劑,具有電化學(xué)窗口寬、穩(wěn)定無(wú)毒的優(yōu)良特性。為此,提出了離子液體電沉積CIGS薄膜的設(shè)想。采用“兩步法”制備CIGS太陽(yáng)能電池吸收層,即先用電沉積方法制備CuIn/Ga金屬預(yù)制層,然后通過(guò)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(xué)動(dòng)力學(xué)（放電步驟、可逆性）性質(zhì),然后,著重探究溶液濃度、沉積電位和溫度對(duì)合金沉積層元素比例、元素分布、形貌和晶體結(jié)構(gòu)的影響,摸索出了銅銦合金共沉積的基本規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)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(shí)間30mi... 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(yáng)能電池研究現(xiàn)狀
        1.2.1 CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.2.3 CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法
    1.3 離子液體電沉積CIGS薄膜的研究現(xiàn)狀
    1.4 CIG預(yù)制層硒化工藝簡(jiǎn)介
        1.4.1 用H2Se作為硒源
        1.4.2 用單質(zhì)Se作為硒源
    1.5 本論文的研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和儀器設(shè)備
    2.2 實(shí)驗(yàn)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(xué)測(cè)試
        2.2.4 恒電勢(shì)沉積
    2.3 薄膜材料的結(jié)構(gòu)和性能表征方法
        2.3.1 場(chǎng)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(yīng)測(cè)試
第3章 電沉積Cu-In/Ga金屬預(yù)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(duì)電沉積Cu-In合金的影響
        3.2.1 溶液組成對(duì)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(duì)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(duì)Cu-In合金沉積層組成和微觀形貌的影響
    3.3 Cu-In合金預(yù)制層的制備及其結(jié)構(gòu)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(yù)制層上的電沉積工藝研究
        3.5.1 沉積溫度對(duì)Cu-In/Ga金屬預(yù)制層的組成和形貌的影響
        3.5.2 沉積時(shí)間對(duì)Cu-In/Ga金屬預(yù)制層的組成和形貌的影響
    3.6 Cu-In/Ga金屬預(yù)制層的組成和結(jié)構(gòu)分析
    3.7 本章小結(jié)
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(duì)銅銦鎵硒薄膜材料形貌和結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.2 退火時(shí)間對(duì)銅銦鎵硒薄膜材料形貌和結(jié)構(gòu)的影響
    4.3 合金化處理對(duì)CIG金屬預(yù)制層硒化結(jié)果影響
        4.3.1 升溫過(guò)程中的合金化處理對(duì)硒化退火過(guò)程的影響
        4.3.2 不同的合金化溫度對(duì)銅銦鎵硒薄膜材料形貌和結(jié)構(gòu)的影響
    4.4 銅銦鎵硒（CIGS）薄膜材料的組成和結(jié)構(gòu)分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽(yáng)能利用技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)評(píng)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(zhǎng)的Cu（In,Ga）Se2薄膜結(jié)構(gòu)[J]. 徐傳明,許小亮,閔海軍,徐軍,楊曉杰,黃文浩,劉洪圖.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2003(10)



本文編號(hào)：3368764