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Abstract(inEnglish).PDF
Abstract (in English)
Recently, solar energy has drawn much attention due to the
development of renewable energy. Various solar cells have been widely
studied for the application of solar energy to replace the conventional
power for terrestrial application, including single/multi junction GaAs,
crystalline Si cells (single/ multi crystalline), thin film technologies
(CIGS, CdTe, amorphous-Si), and other emerging technologies. In this
dissertation, the main research focus is on CIGS thin film technology. We
have developed a simplified fabrication process and investigated the
characteristics of CIGS solar cells prepared by the one-step sputtering
process.
In the first topic of this dissertation, we demonstrated the feasibility of
one-step sputtering process for the fabrication of CIGS absorbers. By
using pulse DC sputtering from a single quaternary CIGS target, the
chalcopyrite structure is spontaneously developed on the substrate at 500
oC even without extra Se supply. The obtained CIGS absorber layer
possesses unique columnar grains with (112) preferred orientation, which
is quite different from those prepared by co-evaporation process. In
addition, the characterization of one-step sputtered CIGS films and devices
were also addressed. The best efficiency of 8.22 % was achieved at the
2
area of 0.4 cm with open circuit voltage (Voc) of 505 mV, short circuit
2
current density (Jsc) of 24.76 mA/cm and the fill factor (FF) of 0.66 by
using a nearly stoichiometric CIGS target.
The second topic of this dissertation focuses on the target composition
effect on the CIGS films and devices. By tuning the composition of CIGS
targets, we modified the film composition from Cu-rich to slight Cu-poor.
In addition, the Cu2-xSe second phase was suppressed by using a modified
CIGS target. Even no KCN tre
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