電沉積銅銦鎵金屬預置層及其硒化的研究.pdf

1、為了解決能源短缺和環(huán)境惡化所帶來的危機,作為潔凈能源的一種一太陽能的利用是當今社會的主要話題。Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太陽電池以效率高、穩(wěn)定性好(無衰退)等優(yōu)點,被認為是最有前途的光伏器件之一,而采用電沉積制備CIGS薄膜,降低了成本,提高了原料的利用率,適合大面積工業(yè)化產,成為各大研究機構爭相研究的熱點和焦點。
　　 本論文采用雙電極體系,依次在Mo/玻璃襯底上電沉積金屬Cu、In和Ga,制備了符合化學計量比的

2、CuIn和CuInGa金屬預置層,并采用三電極體系和霍爾槽實驗對三種溶液分別進行了研究。對預置層采用了合金化處理,解決了以Cu打底制備CIS/CIGS薄膜與襯底結合力差的問題。對200℃和400℃下合金化結果進行了比較分析,并對這兩種溫度下合金化后的硒化結果進行了研究,發(fā)現(xiàn)在400℃合金化下的薄膜結晶情況要優(yōu)于200℃合金化下的薄膜,但是200℃合金化下的薄膜表面更加平整。
　　 本論文對從CuCl2、InCl3、GaCl3、H

3、2SeO3組成的酸性水溶液中,一步電沉積的CIGS薄膜,以及金屬預置層硒化后的CIS/CIGS薄膜進行了快速熱處理(RTP),發(fā)現(xiàn)RTP處理能有效的改善薄膜的結晶質量。比較分析了一步電沉積CIGS薄膜RTP處理和普通硒化處理結果,發(fā)現(xiàn)RTP處理后的CIGS薄膜質量優(yōu)于普通硒化后的薄膜,并且不會產生裂紋。對RTP后和普通硒化后的CIGS薄膜進行了物理氣相沉積(PVD)來補充少量的In和Ga,得到比例合適的CIGS薄膜并對其進行研究,發(fā)現(xiàn)R

4、TP處理可以使原薄膜表面的晶粒在PVD過程中重新結晶并長大。
　　 本論文同時對一步電沉積CIGS薄膜RTP處理后的電池器件和金屬預置層后硒化制備的CIS/CIGS及其RTP處理后的電池器件進行了研究。對于一步電沉積CIGS薄膜,經過RTP處理后所制備的電池轉化效率達到了8.80％,是國內一步電沉積CIGS薄膜電池的最高轉化效率。對于金屬預置層后硒化制備的CIS薄膜,經RTP處理后電池轉化效率達到了7.58％,CIGS薄膜電池效