光電變換薄膜材料的制備原理技術(shù)
當(dāng)金屬或半導(dǎo)體受到光照射時(shí)，其表面和體內(nèi)的電子因吸收光子能量而被激發(fā)，如果被激發(fā)的電子具有足夠的能量，足以克服表面勢(shì)壘而從表面離開(kāi)，產(chǎn)生了光電子發(fā)射效應(yīng)。CIS薄膜太陽(yáng)能電池是以銅銦硒（CIS）為吸收層的薄膜太陽(yáng)能電池。目前，還有在CIS中摻人部分Ga、A1來(lái)代替CIS中的In，從而形成CIGS或CIAS薄膜太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)；而且這一類(lèi)電池被認(rèn)為是未來(lái)最有希望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用的化合物薄膜太陽(yáng)能電池。美國(guó)的CuInSe2-cd（zn）s薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)12%，這使CIGS薄膜太陽(yáng)能電池成為高性能薄膜太陽(yáng)能電池的前列。
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主要介紹CIGS薄膜的制備技術(shù)。 薄膜面板
?、費(fèi)o背電極薄膜的沉積。在電池研究過(guò)程中，包括Mo、Pt、Ni、A1、Au、Cu和Ag在內(nèi)的很多金屬都被試著用來(lái)制作背電極接觸材料。研究發(fā)現(xiàn)，除了Mo和Ni之外，在制備CIGS薄膜的過(guò)程中，這些金屬都會(huì)和CIGS產(chǎn)生不同程度的相互擴(kuò)散。擴(kuò)散引起的雜質(zhì)將導(dǎo)致更多復(fù)合中心的產(chǎn)生，最終將導(dǎo)致電池效率的下降。在高溫下Mo具有比Ni更好的穩(wěn)定性，不會(huì)和Cu、In產(chǎn)生互擴(kuò)散，并且具有很低的接觸電阻，所以一直被用做理想的背電極材料。 薄膜面板
Mo的沉積厚度約為0.5-1.5μm。首先在鈉鈣玻璃上采用射頻磁控濺射、直流磁控濺射或真空熱蒸發(fā)的方法沉積厚度約為1.0μm的Mo層。由于直流磁控濺射技術(shù)制備的Mo薄膜的均勻性好，薄膜的沉積速率高，所以，一般在沉積Mo薄膜時(shí)多采用直流磁控濺射技術(shù)來(lái)沉積。 薄膜面板
?、贑IGS薄膜的沉積。具有黃銅礦結(jié)構(gòu)的化合物材料CulnSe2（CIS）或CulnGaSe2（CIGS）在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的吸收系數(shù)高達(dá)105 cm-1，通過(guò)改變鎵的含量，其禁帶寬度在1.04～1.67 eV范圍內(nèi)可調(diào)，可以制備出*禁帶寬度的半導(dǎo)體材料。同時(shí)具有好的穩(wěn)定性，耐空間輻射，屬于*的薄膜太陽(yáng)能材料之一。美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室用Cu、In、Se、Ga四元共蒸發(fā)沉積法制備的薄膜太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)高達(dá)18.8%。雖然共蒸發(fā)法在小面積電池上取得了*的效率，在大面積制備薄膜太陽(yáng)能電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面，卻存在其難以克服的障礙。目前采用較多的方法仍然是磁控濺射法?；诖趴貫R射的工藝也有很多，主要有濺射預(yù)制薄膜后硒化方法，預(yù)制薄膜的制備等。基于以上的要求，制備的Culn（CuInGa）預(yù)制薄膜厚度為600～700 nm，Se化后Cu—InGaSe2薄膜的厚度為1.8～2.0μm，整個(gè)厚度會(huì)有2～3倍的提高。 薄膜面板
