利用一步法电沉积制备CIGS薄膜的工艺分析.pdfVIP

摘要 摘要 目前己知的光吸收性最好的半导体薄膜材料。利用一步法电沉积制备CIGS薄 膜，设备投资少，可连续、大面积的沉积，适合工业化生产，成为了光伏界研 究的焦点和热点。 本论文主要针对一步法电沉积中所需要的络合剂进行了研究，为了制备出 合格的CIGS薄膜，必须要用到络合剂，实验室经常采用的是邻苯和氨基磺酸作 为溶液缓冲剂，这种体系可以有效制备出CIGS光伏器件，但是这种体系制备的 CIGS薄膜结晶性能不好，还需要经过后期的PVD处理才能制备光伏器件，这 增加了电沉积的成本，为了解决这些问题，本论文选用了其它的络合剂，分析 络合剂浓度以及沉积电位对薄膜的影响，与邻苯和氨基磺酸体系作对比并分析 了其反应机理。本文还分别研究了PVD处理过程中硒蒸发温度和衬底温度对薄 膜的影响，通过实验选择其最佳的工艺参数。 本论文选用了柠檬酸和柠檬酸钠作为络合剂，实验中采用三电极体系，在 步法电沉积，分别分析了络合剂浓度和不同的沉积电位对沉积薄膜的影响，通 过XRF测试，发现沉积出来的CIGS薄膜不含有Ga，为了分析其原因，分别对 络合剂对溶液的一元、二元、三元、四元体系的影响进行了研究，最终认定可 能的是原因是络合剂抑制了Ga3+的还原反应。 本论文通过实验确定以柠檬酸钠和柠檬酸为络合剂制备的CIGS薄膜成份 不理想，无法制备光伏器件，最终选用邻苯和氨基磺酸体系制备CIGS薄膜，并 对沉积CIGS薄膜的PVD处理进行研究，分别研究了Se源温度和衬底温度对 CIGS薄膜的影响，通过实验发现，PVD热处理的最佳的Se源温度和衬底温度 分别在230℃和560℃左右，通过这种工艺的处理，制备出的CIGS薄膜表面比 较均匀，结晶颗粒大，致密性好，可以制备成品电池，最终制备效率为5．9％的 电池。 关键词：CIGS薄膜太阳电池络合剂一步法电沉积 Abstract a hasadirect material，which Cu(In，Ga)Se2(CIGS)ispromisingphotovoltaic anda coefficientof1 CIGS、析也 bandgaphighopticalabsorption 0’．Prepareing methodhas aslessinvestmentin one-stepelectrodepositionmanyadvantages，such and forindustrialized areathinfilms．Soitissuitable equipmentsgrowinglarge hasbecomethefocusof research． production photovoltaic Themaincontentofthisthesis the neededinthe is agent studyingcomplexing isa in one-stepelectrodeposition．Complexingagentnecessityfabricatingqualified are kinds CIGSthin andSu