恒定衬底温度制备双梯度CIGS薄膜太阳电池的研究-通信与信息处理专业论文.docxVIP

摘要摘要 摘要 摘要 铜铟镓硒薄膜太阳电池是以Cu(In，Ga)Se2半导体薄膜作为吸收层的太阳电 池。CIGS属于I．III．VI族四元化合物半导体，其晶体结构为黄铜矿结构。CIGS 薄膜太阳电池有5个主要特点，其分别为：禁带宽度在1．02eV～1．69eV的范围连 续可调、是一种直接带隙材料、抗辐照能力强、转换效率高、电池衰退少。近 几年CIGS薄膜太阳电池得到了迅速的发展，成为国际光伏界的研究热点。目 前CIGS薄膜太阳电池的实验室效率已经达到了20．3％。迸一步提高转换效率已 经不是CIGS太阳能电池唯一需要解决的问题。如何实现产业化，以及如何降 低成本，同样是目前有待解决的问题。 共蒸发法工艺的“三步法”是制备高效CIGS薄膜太阳电池的方法之一。 但是“三步法”在制备过程中需要改变衬底温度。在产业化生产中，面对大面 积的衬底，如何均匀改变衬底温度是一个阻碍产业化发展的问题。如何改进 “三步法”，使其在不改变衬底温度的条件下依然获得较高的电池性能是本论 文研究的主要内容之一。 论文提出了一种基于“三步法”的改进制备工艺，并且采用本工艺制备的 CIGS薄膜太阳电池获得了较高的效率。论文对该工艺装备的CIGS薄膜及电池 进行了多方面的讨论，其中包括：铜含量对吸收层形貌、结构以及电池的影 响，衬底温度吸收层形貌、结构以及电池的影响，薄CIGS薄膜的结构、形貌 以及薄吸收层对CIGS薄膜太阳电池的特性、从理论和实验两个方面讨论了镓 梯度对CIGS薄膜太阳电池的影响。 本文讨论了影响CIGS薄膜质量的常见因素在改进工艺中的作用，为共蒸 发工艺在产业化的应用打下了基础。 关键词：薄膜太阳电池，CIGS，共蒸发工艺，铜含量，衬底温度，镓梯度 AbstractAbstract Abstract Abstract The absorber layer of Cu(In，Ga)Se2(clos)thin films solar cell CIGS is four-compound．It has the chalcopyrite laaice structure．There are many advantages of CIGS thin film solar cell such as the band gap is variable between 1．02eV to 1．69eV and a kind of material with direct band gap，high radiation resistance，high efficiency，excellent long-term stability．These years as the development of CIGS solar cell it has became more and more popular．Now，the hi曲est efficiency of CIGS in lab is 20．3％．So the efficiency is not the solitary goal．A way which is easy to perform，easy to control and with low cost in mass production of CIGS solar cells is desired． The three·step coevaporation process by which gets the highest efficiency is the optimum way to fabricate absorber layer．But there is a block in mass production，the tIlird step of three—step process needs change the temperature of substrate．It is hard， however,to achieve in large arear substrate．nis thesis will show a solution of the block． At the begining，we introduce an improved coevaporation process which bases on three—step process and get high efficiency．Thereafter we discuss the effects of Cu content and substrate temperature in the Structure，morphology，properties of CIGS f