衬底温度对超薄Cu(In,Ga)Se2材料及电池性能的影响

摘要

衬底温度保持恒定,在Se 气氛下按照一定的元素配比顺序蒸发Ga、In、Cu制备厚度约为0.7 μm的CuIn0.3Ga0.7Se2(CIGS)薄膜.利用X 射线衍射仪分析衬底温度对薄膜晶体结构及物相组成的影响,扫描电子显微镜表征薄膜形貌及结晶状态的变化,分光光度计与积分球测量衬底温度对薄膜光学性能的影响.研究发现衬底温度为450℃时,薄膜呈现单一的Cu(In0.7Ga0.3)Se2相.衬底温度低于450℃,CIGS 薄膜存在严重的Ga的两相分离.薄膜表层的高Ga 含量以小颗粒形式存在,均匀分布于薄膜表面,增加了薄膜表面的粗糙度,提高了超薄CIGS 材料对光的吸收.通过对电池性能的分析发现,低温制备的超薄CIGS电池,短路电流密度相对较高,CIGS电池可实现低温、超薄、高效.