Mg掺杂量对Zn1-xMgxO缓冲层及其Cu(In，Ga)Se2太阳电池性能的影响

摘要

采用低成本溶胶凝胶旋涂法制备了不同Mg含量的Zn_(1-x)Mg_xO薄膜,用其代替传统化学水浴法制备的CdS作为铜铟镓硒(Cu(In,Ga)Se_2,CIGS)薄膜太阳电池的缓冲层材料.用X射线衍射仪、原子力显微镜、紫外可见吸收光谱和X射线光电子能谱仪等研究了Mg掺杂量对Zn_(1-x)Mg_xO薄膜的结构、形貌、光学性能及Zn_(1-x)Mg_xO/CIGS异质结之间能带排列的影响.结果表明:所制备的Zn_(1-x)Mg_xO薄膜均为非晶结构;随着Mg掺入量的增加,Zn_(1-x)Mg_xO薄膜的表面形貌由条纹状变为六方形纳米颗粒,表面粗糙度由23.53nm减小到1.14nm;光学带隙值由3.55eV增大到3.62eV;Zn_(1-x)Mg_xO/CIGS之间的导带偏移值由+0.68eV减小到-0.33eV,导带排列由"尖峰状"变为"悬崖状";当配制的溶液中Mg源和Zn源的摩尔比为0.1时,所制备的Zn0.82Mg0.18O/CIGS之间的导带偏移值为+0.22eV,电池效率最高,达5.83%.