效率为12.1%的Cu(In,Ga)Se_2薄膜太阳电池

利用共蒸发的三步法制备了较高质量的四元化合物Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜,并采用Mo/CIGS/CdS/ZnO 结构为基础做出转换效率超过10%的薄膜太阳电池,其最高转换效率达到12.1%(测试条件为:AM1.5,Global 1000W/m2)。通过与国际最高水平的CIGS太阳电池各参数的比较,分析了我们所制备的CIGS太阳电池在工艺和物理方面存在的问题。

CIGS薄膜太阳电池异质结的结构初析

本论文通过实验制备得到CuIn0.7Ga0.3Se2(CIGs)、CdS、ZnO三种半导体材料,然后根据这三种半导体的相关材料参数和实验数据,得出了它们形成异质结前后的能带图,并计算它们的能带边失调值△EC、△EV。其中,CdS／CIGS的导带边失调值ΔEc对高效率CIGS薄膜太阳电池的影响作用最大,为-0.298eV(高效电池的理想值范围为0-0.4eV),说明这对电池整体性能不是很好。

OVC薄膜材料及其对CIGS薄膜太阳电池异质结的改进

通过实验制备得到OVC薄膜材料,并对其进行掺Cd处理,以提高其载流子浓度.然后根据CuIn0.7Ga0.3Se2、OVC、CdS、ZnO这4种半导体的相关材料参数和实验数据,画出了它们形成异质结前后的能带图,并计算得到它们的能带边失调值△Ec、△Ev.由此得出,在CIGS薄膜太阳电池中形成OVC后,大大改善了其异质结的结特性,从而也可以改善电池的性能.

孪生对靶溅射ZnO∶Al薄膜的研究

采用对向孪生靶溅射ZnO∶Al(ZAO)薄膜可减少等离子体对基底薄膜轰击损伤,沉积速率与结晶程度高;不同气压溅射的ZAO薄膜,其透光率在波长小于700 nm时基本相同,在可见光范围内(400～700 nm),都大于80%.其中,在550 nm时的透过率大于90%;入射光大于700 nm时,ZAO较厚的薄膜对红外的吸收更多;溅射气压为2 Pa比1 Pa沉积速率低,但薄膜电子迁移率较大、电阻率低,更适合做CIS薄膜太阳电池窗口层或透明导电膜.