CIGS双梯度带隙吸收层的制备及特性

摘要

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池具有抗辐射能力强、光电转化效率高、工作性能稳定等特点，是最有发展前景的太阳能电池之一。目前高转换效率的CIGS薄膜太阳电池都具有梯度带隙结构的吸收层，通过调节Ga/(Ga+In)元素比在吸收层纵向分布来实现禁带宽度梯度结构。本论文创新性的采用脉冲激光溅射CIGS四元化合物靶材，后经进一步退火处理制备CIGS薄膜工艺，制备出不同化学计量比的CIGS薄膜。
　　对不同组分比的薄膜进行了结构、光学带隙、形貌及成分的测试，研究表明:利用PLD设备可制备出结晶度高、表面平整的CIGS薄膜;随着热处理温度的升高，晶粒尺寸逐渐增大，薄膜(112)衍射峰强度先增后减，在500℃时(112)衍射峰择优取向最明显;随着薄膜中Ga含量的增加，CIGS薄膜(112)衍射峰向右偏移，晶面间距减小;研究了不同Ga含量对薄膜带隙宽度的影响，随着Ga含量增加，CIGS薄膜的光学带隙增大。
　　不同组分比的CIGS沉积在同一个钠钙玻璃衬底上，使Ga/(In+Ga)比在薄膜内纵深方向先减小后增加，以达到在纵深方向上调节能带结构，形成梯度带隙的目的。通过溅射的能量和次数来控制不同组分CIGS在膜内形成的厚度。采用XPS逐层刻蚀分析薄膜的元素组成，利用带隙近似公式得到能带随深度变化情况，最终得到结构、光学特性和电学特性较好的双梯度带隙结构薄膜。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 CuInGaSe2太阳电池研究背景及进展

1．2 实验的目的和意义

第二章 CIGS太阳电池吸收层的制备及表征

2．1 PLD脉冲激光沉积技术原理

2．2 实验部分

2．3 CuInGaSe2薄膜性能表征

第三章 不同组分CuIn(1-x)GaxSe2薄膜的制备及分析

3．1 薄膜的制备

3．2 不同组分薄膜的晶体结构

3．3 薄膜表面形貌及化学组分

3．4 CIGS薄膜的光吸收特性

第四章 CIGS双梯度带隙吸收层的制备及特性

4．1 双梯度带隙吸收层性能研究

4．2 双梯度带隙结构吸收层的制备

4．3 双梯度带隙吸收层的形貌

4．4 双梯度带隙吸收层能带结构

4．5 小结

参考文献

致谢

硕士期间发表学术论文