Ga和CuIn衬底上电沉积金属Ga.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)AugustActaP．一Chim．Sin．2012，28(8)，1913-19221913【Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201205153www．whxb．pku．edu．cnGa和Cu／In衬底上电沉积金属Ga张超敖建平王利姜韬孙国忠何青周志强孙云(南开大学光电子薄膜器件与技术研究所，天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室，光电信息技术科学教育部重点实验室，天津300071)摘要：在酸性水溶液中，分别在金属Ga和Cu／In衬底上进行了Ga电沉积的研究．用循环伏安法研究了导电盐、pH值对电沉积G

2、a的影响．系统研究了Ga的沉积过程，发现Ga会逐渐向薄膜内部扩散，在Cu／In界面上与Culn合金反应生成CuGaz合金．针对Cu／In薄膜和Ga薄膜是活泼金属的特点．在溶液中加入三乙醇胺有效地保护了Cu／In薄膜和Ga金属薄膜不被氧化，并且提高了Ga沉积的电流效率．在Cu／In薄膜上制备出了均匀光亮的金属Ga薄膜．对电沉积出Cu-In—Ga预置层进行了硒化处理，得到了质量较好的Cu(InGa)Se(CIGS)薄膜。并制备了太阳电池．电池效率达到了9．42％．关键词：电化学沉积：Cu(InGa)Se：循环伏安法：金属预置层：太阳电池中图分类号：0646EIectrOde

3、positiedGalliumonGalliumandCopper／IndiumSubstratesZHANGChaoAOJian-PingWANGLiJIANGTaoSUNGuo—ZhongHEQingZHOUZhi-QiangSUNYun(KeyLaboratoryofOptoelectronicInformationTechnology,MinistryofEducation，TianjinKeyLaboratoryofPhoto．ElectronicThinFilmDevicesandTechnology,InstituteofPhoto—ElectronicT

4、hinFilmDevicesandTechnique,NankaiUniversity,Tianjin300071，PR．China)Abstract：WeinvestigatetheelectrodepositionofgaliummetallicprecursorongalliumandCu／InsubstratesfrOmacidicaqueoussolutions．TheefectofthesupposingelectrolyteandthesolutionpHvaluefortheelectrodepositionofGaisinvestigatedbycyc

5、licvoltammetry．DuringGaelectrodeposition，galliumgraduallydifusesintothef¨m，andreactswithCulnalloytoproduceCuGa2altheCu／Ininterface．WeusetriethanolaminetOprotecttheCu／InandGafilmsfrOmbeingoxidized．andlhusthisimprovesthecurrenteficiencyofGa-electrodeposition．TheCu-In·Gafilmsareannealedinan

6、SeatmospheretoproduceCu(In,⋯Ga)Se2(ClGS)thinfilmswithhighquality，andtheeficiencyofthesolarcellpreparedusingthesef¨msiS9．42％．KeyWords：Electrodeposition；Cu(In,一Ga)Se2：Cyclicvoltammetry；Metallicprecursor；Solarce1引言化学沉积法应用于GaTe、CdTe和CIGS等化合物半电化学沉积法是一种原材料利用率高、低成本导体材料，得到了大力发展．。。其中，电沉积法应用的快速制备薄

7、膜的方法，广泛应用于金属装饰与防于制备CIGS化合物半导体材料大体分为两种方护、电子产业和材料制备等领域．近些年，由于光伏法：一种是从含有Cu、In、Ga和se四种元素的溶液产业的蓬勃发展，人们对低成本工艺日益关注，电中一步电沉积得到CIGS薄膜，用此种方法制备的Received：March29，2012；RevisedMay14，2012；PublishedonWeb：May15，2012．Correspondingauthor．Email：aojp@nankai．edu．cn；Tel：+86·22—23508572．Theprojec