铜基薄膜太阳电池无镉缓冲层的研究进展-论文.pdf

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1、铜基薄膜太阳电池无镉缓冲层的研究进展／彭柳军等·131·铜基薄膜太阳电池无镉缓冲层的研究进展彭柳军h，杨培志，自兴发，宋肇宁。(1云南师范大学可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室，昆明650092；2云南师范大学太阳能研究所，昆明650092；3美国托莱多大学物理与天文系，托菜多OH43606)摘要铜基太阳电池是以具有含铜的黄铜矿结构化舍物或其衍生物为吸收层的太阳电池，其中以CIGS为吸收层的薄膜太阳电池是目前效率最高的铜基太阳电池。典型的铜基太阳电池通常在窗口层和吸收层间加一层CdS缓冲层作为窗1：2过渡层，但由于CA有毒，CdS带隙较小，因此人们对

2、无镉缓冲层材料进行了广泛的探索研究。综述了铜基薄膜太阳电池无镉缓冲层研究进展，指出了作为缓冲层的结构和光电特性要求，比较了各类无镉缓冲层的不同制备方法，讨论了无镉缓冲层研究中存在的问题和今后发展的方向，特别指出锌基化舍物是最有潜力的无镉缓冲层材料。关键词无镉缓冲层铜基薄膜太阳电池制备方法中图分类号：TM914．4+2文献标识码：AProgressoftheCd-freeBufferLayersUsedinCu-basedFilmSolarCellsPENGLiujun，YANGPeizhi，ZIXingfa，SONGZhaoning。(1KeyLaborato

3、ryofAdvancedTechnique＆PreparationforRenewableEnergyMaterials，MinistryofEducation。YunnanNormalUniversity，Kunming650092；2SolarEnergyResearchInstitute，YunnanNormalUniversity，Kunming650092；3DepartmentofPhysicsandAstronomy，UniversityofToledo，Toledo，OH43606，USA)AbstractThecopper-basedsola

4、rcellsarethesolarcellswithchalcopyritestructurecompoundsabsoberscon—rainingcopperorwithitsderivativesasabsorbers．Amongthem，theCu(In，GA)Se2solarcellhavegotthehighestphotoelectricconversioneficiency．TheclassicalCu-basedsolarcellcontainaCdSbufferlayerbetweentheabsorberlayerandthewindow

5、layers．ButCdistoxic，andthebandgapofCdSisnotenoughtOletthesolarlightsgetthroughit．SotheCdfreebufferlayertoCu-basedsolarcellswerewidelystudied．Aftercomparingthevariousdepositiontech—niquesanddiscussingthequestionsexistingintheCd-freebufferandthedevelopingdirection．Wepointoutthestruc—t

6、ureandphotoelectricrequirementsoftheCA-freebufferlayers．TheresultsshowedthatthebivalentzinccompoundsiSthemostpotentialsubstituteforCdSbuffer．KeywordsCd-freebufferlayers，Cu-basedsolarceils，preparationmethods铜基太阳电池是以铜铟硒(CulnSe)、铜铟镓硒(Cu(In，转换效率为2O．8的CIGS薄膜电池l2；美国Miasole薄膜Ga)Se)、铜铟镓硒硫(C

7、u(In，Ga)(S，Se)z)等含铜的黄铜矿太阳能公司制备的Cu(In，Ga)Se太阳电池组件的最高效率结构化合物或其衍生化合物铜锌锡硫(CuZnSnge)等为吸收达到15．7；德国的Manz公司制备的电池组件最高效率层的太阳电池。其典型的电池结构为衬底／背电极／吸收层／也达到了14．6_4]。其他铜基太阳电池的研究也已得到了缓冲层／窗口层／前电极(Substrate／backcontact／absorber／快速发展，这些电池组件都采用CdS缓冲层。但因Cd有毒，buffer／windows／frontcontact)。具有黄铜矿结构的铜基化不环保；同时C

8、dS的带宽只有2．4～2．5eV，对波