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薄膜面板之光电变换薄膜材料的制备原理技术

光电变换薄膜材料的制备原理技术
  当金属或半导体受到光照射时,其表面和体内的电子因吸收光子能量而被激发,如果被激发的电子具有足够的能量,足以克服表面势垒而从表面离开,产生了光电子发射效应。CIS薄膜太阳能电池是以铜铟硒(CIS)为吸收层的薄膜太阳能电池。目前,还有在CIS中掺人部分Ga、A1来代替CIS中的In,从而形成CIGS或CIAS薄膜太阳能电池的结构;而且这一类电池被认为是未来最有希望实现产业化和大规模应用的化合物薄膜太阳能电池。美国的CuInSe2-cd(zn)s薄膜太阳能电池的光电转换效率可达12%,这使CIGS薄膜太阳能电池成为高性能薄膜太阳能电池的前列。 薄膜面板
  主要介绍CIGS薄膜的制备技术。 薄膜面板
  ①Mo背电极薄膜的沉积。在电池研究过程中,包括Mo、Pt、Ni、A1、Au、Cu和Ag在内的很多金属都被试着用来制作背电极接触材料。研究发现,除了Mo和Ni之外,在制备CIGS薄膜的过程中,这些金属都会和CIGS产生不同程度的相互扩散。扩散引起的杂质将导致更多复合中心的产生,最终将导致电池效率的下降。在高温下Mo具有比Ni更好的稳定性,不会和Cu、In产生互扩散,并且具有很低的接触电阻,所以一直被用做理想的背电极材料。 薄膜面板
  Mo的沉积厚度约为0.5-1.5μm。首先在钠钙玻璃上采用射频磁控溅射、直流磁控溅射或真空热蒸发的方法沉积厚度约为1.0μm的Mo层。由于直流磁控溅射技术制备的Mo薄膜的均匀性好,薄膜的沉积速率高,所以,一般在沉积Mo薄膜时多采用直流磁控溅射技术来沉积。 薄膜面板
  ②CIGS薄膜的沉积。具有黄铜矿结构的化合物材料CulnSe2(CIS)或CulnGaSe2(CIGS)在可见光范围内的吸收系数高达105 cm-1,通过改变镓的含量,其禁带宽度在1.04~1.67 eV范围内可调,可以制备出*禁带宽度的半导体材料。同时具有好的稳定性,耐空间辐射,属于*的薄膜太阳能材料之一。美国可再生能源实验室用Cu、In、Se、Ga四元共蒸发沉积法制备的薄膜太阳能电池的转化效率已经高达18.8%。虽然共蒸发法在小面积电池上取得了*的效率,在大面积制备薄膜太阳能电池的产业化应用方面,却存在其难以克服的障碍。目前采用较多的方法仍然是磁控溅射法。基于磁控溅射的工艺也有很多,主要有溅射预制薄膜后硒化方法,预制薄膜的制备等。基于以上的要求,制备的Culn(CuInGa)预制薄膜厚度为600~700 nm,Se化后Cu—InGaSe2薄膜的厚度为1.8~2.0μm,整个厚度会有2~3倍的提高。 薄膜面板