[BMIm][BF 4 ]-EtOH体系电沉积CIGS薄膜的工艺与共沉积行为
发布时间：2021-10-25 16:22
CuIn1-x-x GaxSe2（CIGS）薄膜太阳能电池具有效率高、禁带宽度可调、稳定性好、抗辐射能力强等突出优点,且与其他太阳能电池相比价格低廉、性能良好并节省物料,将成为未来太阳能电池发展的一个重要方向。目前,CIGS薄膜制备方法的高能耗、高成本问题是限制其大规模应用的突出瓶颈。因此,研究低能耗、低成本的CIGS薄膜制备方法具有非常重要的理论意义与实际应用价值。本论文采用1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[BMIm][BF4]）与乙醇（Et OH）混合成的[BMIm][BF4]-Et OH体系用于电沉积法制备CIGS薄膜,研究[BMIm][BF4]-Et OH混合体系的性质、电解液中Et OH含量对电沉积CIGS薄膜性质的影响、混合电解液中CIGS薄膜的电沉积工艺及三维有序大孔（3DOM）的CIGS薄膜的电沉积工艺,并对混合电解液中乙醇对CIGS的共沉积机制影响及聚苯乙烯微球模板（PS）对CIGS的电化学行为的影响进行了探讨。[BMIm][BF
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
四方黄铜矿CIGS晶胞的晶体结构
哈尔滨工业大学工学博士学位论文 1-2 是 CIGS 薄膜太阳能电池的示意图，其结构从下至上为衬底/背电收层 p-CIGS/缓冲层 n-CdS/窗口层 i-ZnO/窗口层 ZnO:Al/防反射层 Mg Ni-Al。在此种结构下，光通过窗口层进入电池的 p-n 结，即 p-CIGSdS 层之间。在 p-n 结的内建电场作用下，扩散区域内的电子从 p 型吸 n 型缓冲层，被 n 型缓冲层收集形成电子过剩区；同样地，空穴从 n流到 p 型吸收层，并被 p 型吸收层收集形成空穴过剩区。这样形成了正 n 型区为负的光生电动势，当通路接入负载后便可形成光生电流。
Acro 公司发展成为西门子太阳能公司。1989 年至 199保持着 CIS 薄膜太阳能电池组件的最高转换效率。而法也成为现今工业上两种主流的 CIS 薄膜的制备技术美国新能源实验室（NREL）通过掺入 Ga 得到了最高转S 薄膜太阳电池[17]。这期间，也有很多公司开始跟进 C德国的可再生能源实验室(ZSW)、美国的 Global Solar 等。于是，一些突破性的技术也不断被研究开发出来： CIGS，Na 掺杂、使用薄 CdS 层代替厚 CdS 缓冲层、使作为窗口层提高电池转换效率等，这些技术不断推动着的研究向前发展。2011 年，ZSW 采用共蒸发方法制备膜太阳能电池的电池效率突了 20%[18]。2014 年 2 月，Z到了 20.8%[19]。而仅十个月后，ZSW 再次刷新纪录，了 21.7%[20]。CIGS 薄膜太阳能电池技术一直在高速发商品化环节。[21]统计了 CIGS 薄膜太阳能电池实验室内最佳转换效率3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cu（In,Ga）Se2 absorbers prepared by electrodeposition for low-cost thin-film solar cells[J]. Jing-Yu Qu,Zheng-Fei Guo,Kun Pan,Wei-Wei Zhang,Xue-Jin Wang. Rare Metals. 2017(09)
[2]退火温度对铜铟镓硒薄膜电学性能的影响[J]. 欧阳良琦,赵明,庄大明,孙汝军,郭力,李晓龙,曹明杰. 材料研究学报. 2014(10)
[3]溅射后硒化法制备的CIGS薄膜中Ga元素扩散研究[J]. 毛启楠,张晓勇,李学耕,贺劲鑫,于平荣,王东. 物理学报. 2014(11)
[4]以乙醇作溶剂电沉积制备CIGS薄膜[J]. 王信春,胡彬彬,王广君,杨光红,万绍明,杜祖亮. 物理化学学报. 2011(12)
[5]Cu（In,Ga）Se2薄膜的制备及其表征（英文）[J]. 崔艳峰,袁声召,王善力,胡古今,褚君浩. 红外与毫米波学报. 2011(03)
[6]Se量对CIGS薄膜的结构及光学性质的影响[J]. 李文科,唐振方. 材料科学与工程学报. 2010(03)
[7]一步法电化学沉积Cu(In1-x,Gax)Se2薄膜的特性[J]. 敖建平,孙国忠,闫礼,康峰,杨亮,何青,周志强,李凤岩,孙云. 物理化学学报. 2008(06)
[8]离子液体中电沉积制备钴纳米线阵列[J]. 杨培霞,安茂忠,苏彩娜,王福平. 无机化学学报. 2007(09)
[9]Cu（In,Ga）Se2薄膜电沉积制备及性能研究[J]. 夏冬林,徐慢,李建庄,赵修建. 人工晶体学报. 2006(05)
[10]Cu（In,Ga）3Se5薄膜结构的Raman研究[J]. 徐传明,许小亮,徐军,杨晓杰,左健,党学明,冯叶,黄文浩,刘洪图. 半导体学报. 2004(11)
本文编号：3457769
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
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四方黄铜矿CIGS晶胞的晶体结构
哈尔滨工业大学工学博士学位论文 1-2 是 CIGS 薄膜太阳能电池的示意图，其结构从下至上为衬底/背电收层 p-CIGS/缓冲层 n-CdS/窗口层 i-ZnO/窗口层 ZnO:Al/防反射层 Mg Ni-Al。在此种结构下，光通过窗口层进入电池的 p-n 结，即 p-CIGSdS 层之间。在 p-n 结的内建电场作用下，扩散区域内的电子从 p 型吸 n 型缓冲层，被 n 型缓冲层收集形成电子过剩区；同样地，空穴从 n流到 p 型吸收层，并被 p 型吸收层收集形成空穴过剩区。这样形成了正 n 型区为负的光生电动势，当通路接入负载后便可形成光生电流。
Acro 公司发展成为西门子太阳能公司。1989 年至 199保持着 CIS 薄膜太阳能电池组件的最高转换效率。而法也成为现今工业上两种主流的 CIS 薄膜的制备技术美国新能源实验室（NREL）通过掺入 Ga 得到了最高转S 薄膜太阳电池[17]。这期间，也有很多公司开始跟进 C德国的可再生能源实验室(ZSW)、美国的 Global Solar 等。于是，一些突破性的技术也不断被研究开发出来： CIGS，Na 掺杂、使用薄 CdS 层代替厚 CdS 缓冲层、使作为窗口层提高电池转换效率等，这些技术不断推动着的研究向前发展。2011 年，ZSW 采用共蒸发方法制备膜太阳能电池的电池效率突了 20%[18]。2014 年 2 月，Z到了 20.8%[19]。而仅十个月后，ZSW 再次刷新纪录，了 21.7%[20]。CIGS 薄膜太阳能电池技术一直在高速发商品化环节。[21]统计了 CIGS 薄膜太阳能电池实验室内最佳转换效率3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cu（In,Ga）Se2 absorbers prepared by electrodeposition for low-cost thin-film solar cells[J]. Jing-Yu Qu,Zheng-Fei Guo,Kun Pan,Wei-Wei Zhang,Xue-Jin Wang. Rare Metals. 2017(09)
[2]退火温度对铜铟镓硒薄膜电学性能的影响[J]. 欧阳良琦,赵明,庄大明,孙汝军,郭力,李晓龙,曹明杰. 材料研究学报. 2014(10)
[3]溅射后硒化法制备的CIGS薄膜中Ga元素扩散研究[J]. 毛启楠,张晓勇,李学耕,贺劲鑫,于平荣,王东. 物理学报. 2014(11)
[4]以乙醇作溶剂电沉积制备CIGS薄膜[J]. 王信春,胡彬彬,王广君,杨光红,万绍明,杜祖亮. 物理化学学报. 2011(12)
[5]Cu（In,Ga）Se2薄膜的制备及其表征（英文）[J]. 崔艳峰,袁声召,王善力,胡古今,褚君浩. 红外与毫米波学报. 2011(03)
[6]Se量对CIGS薄膜的结构及光学性质的影响[J]. 李文科,唐振方. 材料科学与工程学报. 2010(03)
[7]一步法电化学沉积Cu(In1-x,Gax)Se2薄膜的特性[J]. 敖建平,孙国忠,闫礼,康峰,杨亮,何青,周志强,李凤岩,孙云. 物理化学学报. 2008(06)
[8]离子液体中电沉积制备钴纳米线阵列[J]. 杨培霞,安茂忠,苏彩娜,王福平. 无机化学学报. 2007(09)
[9]Cu（In,Ga）Se2薄膜电沉积制备及性能研究[J]. 夏冬林,徐慢,李建庄,赵修建. 人工晶体学报. 2006(05)
[10]Cu（In,Ga）3Se5薄膜结构的Raman研究[J]. 徐传明,许小亮,徐军,杨晓杰,左健,党学明,冯叶,黄文浩,刘洪图. 半导体学报. 2004(11)
本文编号：3457769
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