高温后退火对薄膜太阳能电池光电性能的影响

应用SILVACO仿真软件,对N、P区杂质浓度分别为1×1016和1×1017cm-3的非晶硅薄膜太阳能电池进行了后退火工艺仿真研究.结果表明:非晶硅薄膜太阳能电池的光谱响应特性随着后退火温度的升高和退火时间的增加而提高.与未后退火电池相比,保持后退火时间1 min,退火温度分别为900,950和1 000℃时,电池的短路电流(Isc)增加约5.39%;保持后退火温度为950℃,退火时间从1 min增加到5 min,电池的短路电流(Isc)提高约6.37%.但是,电池的光谱响应特性的提高与后退火工艺参数不成正比关系.为了减小后退火对电池杂质再分布的影响,确定最佳后退火工艺参数为950℃和4 min.研究表明在薄膜电池的生产中增加后退火工艺可以有效地提高薄膜太阳能电池的光谱响应性能.

沉积预制层衬底温度对CIGS薄膜结构特性的影响

采用三步共蒸发工艺在玻璃衬底上制备CIGS薄膜,研究沉积预制层的衬底温度对CIGS薄膜结构特性的影响。薄膜的厚度、组份、晶相结构、表观形貌和电学特性分别由台阶仪、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和霍耳效应测量仪来表征。沉积预制层的衬底温度较低(如300℃和360℃)时,预制层中Ga含量较低,容易形成In2Se3相;而衬底温度较高(如400℃)时,预制层中Ga含量较高,容易形成(In,Ga)2Se3相;原因是Ga2Se3的形成焓(-462.4kJ/mol)比In2Se3的(-360kJ/mol)低,没有In2Se3稳定;In2Se3相比Ga2Se3相更容易稳定存在,尤其是在低温下;当温度较高时,Ga2Se3相也容易存在,与In2Se3一起形成(In,Ga)2Se3固溶体。而且,衬底温度较高(如400℃)时,沉积的CIGS薄膜中的Ga含量比其它两种衬底温度下沉积的薄膜都高,薄膜粗糙度较小,迁移率和载流子浓度都比较大,电阻率较小。