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1、目而全球年能源消耗量仅相当于太阳6%分钟内投射到地球表血的能量-太阳能収之不尽，用Z不竭，因此研究和开发太阳能成为我国十一•五〃“规划和国家中长期科学发展规划的优选主题-太阳能电池在航天，通讯及微功耗电了产品领域屮已占据了不可替代的位置，但作为社会整体能源结构的组成部分所占比例尚不足’X,其主要原因是广泛使用的品体硅太阳能电池成本高，限制了进一步推广因此，$%世纪5%年代中后期以来，自发展了薄膜型太阳电池-在各种薄膜型太阳能电池中，钢硒铜(7.839J$,789)薄膜太阳能电池由于材料有近似最佳的光学能隙8C)吸收率高(，C%Y2M)抗辐射能
2、，力强和长期的稳定性等特点，被国际上称为最有希前沿进展女口，美国可再生能源实验室采用多元索共蒸发法制备的/0G1薄膜电池的转化效率已经达到.8&6A,是薄膜太阳能电池小的最高纪录&但多元素共蒸发法的缺点是重复性不好，而H.难以保证大面积上薄膜成分的均匀性&率最高超过.7A&本课题组也曾采用电沉积法研究[K,制备了/01薄膜L]&结果表明，电沉积法难以控制/01薄膜的成分满足化学当屋，电池的转换效率也池的产业化始于67世纪87年代，以美国1!9((1:;(*3,徳国〈，3〃!1:(*3和日本1!:%*1:(*3为代表的许多大公司都致力于开展将/
3、01薄膜电池规模化推广的研究，并已相继完成中试线的建设&国内研究/01薄膜电池的单位述较少，研究水平与国际相比存在着明显的差距&南开大学光电子薄膜器件与技术研究所高技术研究发展计划承担了国家重点课题铜”錮硒太阳能薄膜电池实验平台与中试线〃.7=,填补了.7+>6集成电池组件转换效率达到?&@A,[.]国内空白&最近，安泰科技为德国B3293C',公司难以有很大提高&溅射合金层硒化法是在基底上溅射沉积铜钢合金层结构，然后在M619或19的气氛中硒化,从而制备出/01薄膜&美国1)9>9,C1:(*3现1!9((1:(*3)(公制成了转化效率为司
4、使用M619气氛硒化合金层,.K&.A的小面积太阳电池，K>6的太阳电池组件7&的转换效率达到了.7&KA&本课题组也曾采用溅射[N]合金层硒化法研究制备了/01薄膜&但是，如图・所示，薄膜电池是多层膜结构&/01无论采用以上三种方法中的任何一种方法，在电池多层膜的制备过程屮都需要多次进出真空室，而不能在不破坏真空的条件下一次完成/01薄膜电池器件的制备&例如，铜钢合金层需要进行硒化处理，缓冲/21层需采用化学水浴法制备等&因此，如何使/01薄膜电池器件的制备工艺简单化，摸索大面积和低成木的制备工艺，/01薄膜电池产业化的关键&是:?]最近，
5、1+!>)〃〃等人提出射频溅射法直接制备合作，引进通过连续电沉积工艺和非真空硫化方法薄膜电池的技术，在成本，技术制备铜钢硫(/'0,16)和适用性方而具有较大的优势，并得到了国家科技部的支持&本文捉出了影响/01薄膜电池规模化推广的儿个基础问题，包括：射频溅射法直接制备/01薄膜，省略硒化工艺的问题；D,B替代/21作为/01薄膜电池的缓冲层材料的问题和E*F离子对/01薄膜及电池性能的作用及机制问题&研究这儿个基础问题，可以为规模化推广/01薄膜电池探索新的道路，为推动和促进/01薄膜电池产业化的发展作贡献&这也是我们赶超国际先进水平，自主
6、创新，发展/01薄膜电池的重要途径之一&/01薄膜，从而可以省略硒化工艺&这样既简化了制备过程，乂能保证大面积薄膜的均匀性&通过研究射频溅射工艺参数(如功率，偏压，工作气压和生长温度等)/01薄膜的成分和结构的关系，/01薄膜的与使成分基本符合化学当量，结构为单一的黄铜矿相&图[?]6给出了射频溅射法制备的/01薄膜的成分与衬底温度的关系&由图可见，射频溅射法在适当的衬底温度下，可以制备出成分符合化学当量的/01薄膜&实现射频溅射法直接制备/01吸收层，省略硒化工艺，就可以在真空室内不破坏真空的条件下，在钠碱玻璃基底上，分别采用射频，直流溅射
7、和蒸发法依次沉积0:,/01,D,B,6和金属栅极等多种薄05P膜，一次完成/01薄膜电池元器件的制备&这样就可以实现制备高质量，低成本和人面积集成太阳电池6-射频溅射法直接制备/01薄膜的问题常规制备/01薄膜的方法有真空蒸发法，电沉积法和溅射合金层硒化法等&目前，国内外达到高转换效率的/01薄膜电池一般是采用多元素共蒸发法制备/01吸收层的&例・#〃!・!〃〃#:$$%%%&%'（）&*+&+,物理前沿进展836>,$6>=,$6〃，％6>&等薄膜材料取代4:683535353[D][M]缓冲层的研究工作-A>/1（BC和E/1）F>GH
8、IJBGKL13等人分别于$%%%年和$%%〃年捉出直接用839薄膜替代4:6作为缓冲层材料，即省略4:6-图”所示的实验结果说明了用839替代4:6作为缓冲层材料
