CIGS太阳能电池中薄膜材料电阻率的研究.pdf

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1、22传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第30卷第4期CIGS太阳能电池中薄膜材料电阻率的研究钱群，张丛春，杨春生，丁桂甫(上海交通大学微纳科学技术研究院微米／纳米加工技术国家重点实验室。薄膜与微细技术教育部重点实验室，上海200240)摘要：研究了减小CIGS太阳能电池中Mo，CIGS，n—ZnO三层薄膜电阻率的溅射工艺方法，以达到减小电池串联电阻的目的。改变工艺参数制备不同样品并对其进行测试分析，得到了溅射气压、衬底温度、退火工艺对电阻率和薄膜微观形貌的影响。证明了采用双层溅射法制备的

2、Mo、低气压、衬底加热、溅射后退火得到的CIGS以及3—5Pa下制备的n—ZnO都有较好的薄膜质量和较低的电阻率。关键词：太阳能电池；CIGS；溅射；电阻率中图分类号：0472文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)04-0022-03，⋯l-●‘-●‘⋯●●一-‘●一一~tudy0nelectricresistivityofthinfilmmaterialsforGIGSsolarcellQIANQnn，ZHANGCong-chun，YANGChun·sheng，DINGGui—fu(NationalKeyLaboratoryofMic

3、ro／NanoFabricationTechnology，KeyLaboratoryforThinFilmandMicrofabricationTechnologyofMinistryofEducation，ResearchInstituteofMicro／NanoScienceandTechnology，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Inordertoreduceelectricresistivityofthree—layerthinfilmmaterialsandf

4、inallyreduceseriesresistanceofCIGSsolarcell，improvementsofsputteringtechnicsforMo，CIGSandn·ZnOhavebeeninvestigated．Diferentsamplesarepreparedatdifferentfabricatingconditions．Theinfluencesofsputteringairpressure，substratetemperatureandannealtechniqueonelectricresistivityandmicros

5、tructurearegivenbyanalyzingtestresults．IthasbeentestifiedthatMogainedbydouble—layersputtering，CIGSgainedatlowsputteringairpressurewithsubstrateheated'andthenannealed．n—ZnOgainedwhensputteringpressureisaround3～5Pahaverelativelybetterqualityandlowerelectricresistivity．Keywords：sol

6、arcell；CuIn(1)GaSe2(CIGS)；sputtering；electricresistivity0引言由于太阳能电池中的半导体材料、2个电极以及各处太阳能是最重要的可再生能源，只要在全球0．1％的连接处电阻的存在，流经负载的电流经过时，必然引起损面积铺上具有lO％转换效率的太阳能电池，就能够满足全耗，因此，在等效电路中可将它们的总效果用一个串联电阻球的能量供应J，由于能源危机和环境污染，近年来，光伏R来表示。光电流在串联电阻上的电压降使得p-n结处产品更是得到了高速发展。单晶硅太阳能电池在现阶段得于正向偏置，由正向偏置所引起的暗电流抵消

7、了部分光电到了大规模应用，在工业生产中占主导地位，但由于其成本流，且串联电阻越大暗电流越大，这会导致电池的短路电流过高，限制了它的进一步发展J。作为单晶硅电池的替代减小，因此，应尽量减小串联电阻。产品，薄膜太阳能电池得到了发展。太阳能电池CIGS可见CIGS电池的串联电阻主要包括各层薄膜的自身(CulnGaSe。)是近年来发展最快的薄膜太阳能电池，电阻和电流由n—ZnO流人最靠近的上电极这个过程中产生它具有与可见光匹配好、光的吸收效率和转化效率高、抗辐的横向电阻这两部分。后者可以通过优化上电极的图形化射能力强、弱光性能出色等优点。目前，小面积CIGS薄

8、膜设计来减小，与材料自身的性质关系不大。而电池中CdS单体电池的最高转化效率为19．9％J，大