薄膜太阳电池吸收层材料cu(in,al)(s,se)2的制备及性能研究

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1、论、文题目10126．311460J46薄膜太阳电池吸收层材料Cu(In，Ab(S，Se)2的制备及性能研究专学2014年5月1日M．Tech．DissertationPREPARATIONANDPROPERTIESOFCu(In，A1)(S，Se)2THINFILMSOLARCELLABSORBERLAyERJifangQiuSupervisorAssociateProf．ChengiunZhuSchoolofPhysicalScienceandTechnologyInnerMongoliaUniversity,Hohhot，ChinaMay,201

2、4SubmittedintotalfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinPhysicalElectronics原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果．除本文己经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得由墓直太堂及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料．与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意．学位论文作者签名：继箜指导教师签名：日期：凌冶竖芝2日期：在学期间研究成果使用承

3、诺书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古大学有权将学位论文的全部内容或部分保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文．为保护学院和导师的知识产权，作者在学期间取得的研究成果属于内蒙古大学．作者今后使用涉及在学期间主要研究内容或研究成果，须征得内蒙古大学就读期间导师的同意；若用于发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大学方可投稿或公开发表．学位论文作者签名：日期：指导教师签名：日期：探涮二么V1—1％胗丈乡1筹内蒙古大学硕士学位论文薄膜太

4、阳电池吸收层材料Cu(In，AI)(S，Se)2的制备及性能研究摘要随着社会科技的高速发展，不可再生能源的枯竭和与之带来的环境问题日渐突出，研究和开发新型可再生环保能源逐渐成为全球性课题。太阳能作为一种辐照面积大，潜在储量长久巨大，清洁、。高效的环保能源，受到了国际社会的广泛关注，太阳能电池的制备与研发成为各国政府积极扶持的能源项目。其中，CuInSe2薄膜材料电池以其成本较低，性能稳定和较高的转换效率，成为光伏产业薄膜电池的主流趋势。尽管CuInSe2薄膜太阳能电池表现出了优良性能和良好的应用前景，但是CuInSe2吸收层的能隙相对较低，仅为1．04

5、eV，并非太阳光谱的最佳吸收位置1．4eV~1．5eV，影响了转化效率的提高。研究表明，可以通过同族元素取代来调节其能隙到最佳太阳光谱吸收位置。所以为了降低CuInSe2电池制作和生产成本，调解其禁带宽度，提高其光电性能，本论文采用廉价的同族元素舢和S部分取代CuInSe2中稀缺的IIl和Se元素，制备Cu(In，A1)(S，Se)2薄膜吸收层材料，并对Cu(In,Ab(S，Se)2薄膜吸收层材料的光电性能进行了研究。本实验利用磁控三靶共溅射工艺成功制备了Cu-In-A1合金预制膜，后用固态源硫硒化法退火处理了预制膜，得到了Cu(地AⅨS，Se)2薄膜

6、。实验探讨了预制膜的靶材溅射工艺，以及后期硫硒化退火条件对薄膜特性的影响。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(Ⅺm)、能谱测试(En岖)、I内蒙古大学硕士学位论文紫外．可见分光光度计(Uv-vis)等测试手段，对薄膜性能进行了测试与分析，以期获得最佳的制备工艺条件。研究结果表明，薄膜的相结构主要依赖于靶的溅射功率以及后期的退火工艺。在Cu靶溅射功率为50W，m靶为30W，Culno．7仙．3靶为50W的共溅射条件下，溅射时间为15min的预制膜经过5000C，20min热处理之后，所得薄膜具有单一的黄铜矿结构，且为贫铜富铟成分，元素的化学计量比也较接近

7、理想化学计量比，其薄膜表面形貌均匀致密，光学带隙(1．44eV)接近太阳能电池最佳带隙宽度，适合作为太阳能电池的吸收层材料。关键词：太阳电池；CIASSe薄膜；共溅射；硫硒化内蒙古大学硕士学位论文PR皿PARA．TIoNANDPI的PERll哐SoFCu(in，A0(S，Se)2THINFILMSOLARCELLABSORBERLAYERABSTRACTWithrapiddevelopmentofthesocietyandtechnique，non—renewableresourcesareexhaustedandenvironmentalissues

8、broughtbythemareappearedincreasingly，asaresult，