铜铟（镓）硒薄膜太阳电池吸收层制备研究-论文.pdf

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1、源技铜铟【镓)硒薄膜太阳电池吸收层制备研究李丽波，裴凤巍，王珩，杨秀春，田海燕(哈尔滨理工大学化学与环境工程学院绿色化工技术黑龙江省高校重点实验室，黑龙江哈尔滨150040)摘要：铜铟(镓)~(CIGS)薄膜太阳电池有非常高的理论转化效率，吸收系数高，稳定性好，对材料缺陷的容忍度高等优点成为了近年来电池研究的热点。介绍了目前国内外制备Culn(Ga)Se薄膜的方法，包括真空蒸法，溅射法、电沉积法，溶剂热法，溶胶凝胶法等，阐述了每种方法制备出的铜铟(镓)硒薄膜的组成、微观结构、光伏性能及它们之间的联系。关键词：铜铟(镓)硒；

2、薄膜；太阳电池；制备中图分类号：TM914．4文献标识码：A文章编号：1002—087X(2014)03—0572—04PreparationofabsorptionlayerofCuIn(Ga)SethinfilmssolarcellLILi—bo，PEIFeng-wei，WANGHeng，YANGXiu-chun，TIANHai—yan(KeyLaboratoryofGreenChemicalEngineeringandTechnologyofCollegeofHeilongjiangProvince,Collegeo

3、fChemicalandEnvironmentalEngineering,Harb{nUniVeityofScienceandTechnology,HarbinHeilongjiang150040，China)Abstract：TheadvantagesofCIGSthinf¨msolarcells。suchashightheoreticalconversioneficiency，highabsorptioncoeficient(10scm)，goodstabilityandtoleranceofdefectsinmate

4、rial，werethehotcelIresearchinrecentyears．SeveralmajordomesticandforeignpreparingprocessofCISthinf¨m。suchasvacuumevaporationmethod，magnetronsputtering，electrodeposition，solvothermal，sol-gelmethod，wereintroduced．Thecomposition，microstructureandphotovoltaicperformanc

5、eofCuln(Ga)Sef¨mpreparedbyeachmethodwereelaborated．aswellastherelationshipofthestructureandproperties．Keywords：Culn(Ga)Se；州m：solarcell；preparation自70年代以来，为了大幅度降低太阳电池的成本，光伏8．5％l5l。与国际上研究开发力度和规模相比较，国内对CIGS界一直在研究开发薄膜太阳电池，开发出了硅基薄膜电池、碲太阳电池的研发并不太多、研究力量不足，但是近几年来，一化镉薄膜电池，

6、铜铟硒(CIS)或铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池等。目些企业和研究机构对CIGS太阳电池表现出较大的热情以及前，CIGS类薄膜太阳电池的转换效率可达19．9％t“，具有低成资金投入的积极性，也取得了可喜的成果。因此，本文将要介本、高效率、无衰退等优点，已成为最有希望的可大规模生产绍目前国内外制备Culn(Ga)Se薄膜的方法，阐述每种方法制的光伏材料。CulnSe与其衍生物，因其成本低、光吸收系数较备出的铜铟(镓)硒薄膜的组成、微观结构、光伏性能及它们高(105cm)，稳定性好等优点被认为是最有潜力的薄膜太阳之间的联系。能吸

7、收层材料。CulnSe：是I．III．Ⅵ族化合物，晶体结构为黄1CIGS(CIS)薄膜的制备方法铜矿型，是一种直带隙宽度为1．04eV的半导体材料。通过掺制备CIGS(CIS)薄膜材料的方法比较多，主要有金属预置杂改性使其带隙宽度增加，在提高电池光电转换效率的同时层硒化法、共蒸发法、溅射法、电沉积法、溶胶凝胶法、溶剂热获得更高的开路电压。常见的掺杂方式包括Ga部分替代In，S合成等方法。部分替代se等。2008年，由美国国家可再生能源实验室1．1金属预置层硒化法(NREL)研制的CIGS薄膜电池转换效率达到了19．9％t”

8、。美国金属预置层硒化法是当今产业化中运用比较多的方法，ShellSolar公司的电池组件达到了12．1％的转换效率。德国的它的特点是易于精确控制薄膜中各种元素的化学计量比、薄WurthSolar公司CIGS生产线已经开始生产，平均转换效率为膜厚度和成分比例。首先是要制备Cu．In(Ga)合金膜预制层，然