粉末涂敷法制CuMSe2(M=In,Ga,Ti)薄膜及其特性

摘要

铜铟镓硒(CIGS)以及铜基中间带材料具有高的光吸收系数、光学带隙可调、高转换效率、高稳定性等优势，适合作为太阳电池光吸收层，引起了众多研究者的广泛关注和研究。本文主要研究了CIGS薄膜低成本的涂覆制备技术及Ti掺杂CuGaSe2薄膜中间带材料，利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜、EDX分析仪、紫外可见分光光度计、四探针测试仪分析了薄膜的物相结构、表面形貌、化学成分、光学带隙等特性。
　　通过添加有机分散剂和粘合剂，改进热处理工艺来改善涂敷法制备的CIGS薄膜。结果表明:磷酸三丁酯能有效降低C元素残留，比聚乙二醇更合适作为分散剂;乙基纤维素作为粘合剂，能有效减少CIGS薄膜中的孔洞，增大CIGS薄膜的带隙，并不会引起料浆中颗粒的团聚现象;更高的热处理温度，有利于CIGS的结晶生长;有负载的硒化过程，可以增加CIGS薄膜的致密性，增强薄膜与衬底间的粘附性，改善CIGS薄膜的电阻率。
　　利用CuSe和Ga2Se3作为原料，无水乙醇为研磨介质，通过球磨法获得前驱体料浆，用涂敷法制备出光学带隙为1.65 eV的CuGaSe2薄膜。球磨时加入TiS2，首次制备出光学带隙为1.24 eV的CuGa1-xTix(Se，S)2中间带薄膜材料，该带隙能够给出最佳的转换效率。薄膜的Ti掺杂浓度为x=0.08。

目录

声明

摘要

引言

第一章 绪论

1．1 CIGS太阳电池原理和结构

1．2 中间带太阳电池原理

1．3 国内外最新进展

1．4 选题意义

第二章 研究内容及试验方法

2．1 研究内容

2．2 实验材料及仪器

2．3 实验方法

2．3．1 衬底清洗

2．3．2 薄膜制备

第三章 球磨旋涂法制备CIGS薄膜

3．1 聚乙二醇和乙基纤维素对CIGS薄膜的影响

3．1．1 物相分析

3．1．2 成分分析

3．1．3 表面形貌分析

3．1．4 本节小结

3．2 高温处理下的CIGS的性能研究

3．2．1 物相分析

3．2．2 光学性能分析

3．2．3 成分分析

3．2．4 本节小结

3．3 旋涂法制备CIGS薄膜的工艺改进

3．3．1 不同分散剂对CIGS薄膜的影响

3．3．2 不同剂量的乙基纤维素对CIGS薄膜的影响

3．3．3 烧结过程中的负载压片处理

3．4 本章小结

第四章 CuGa1-xTix(Se，S)2薄膜的制备及其性能研究

4．1 物相分析

4．2 成分分析

4．3 表面形貌分析

4．4 光学性能分析

4．5 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文