N,N-二甲基甲酰胺在前驱体溶液法制备铜铟硒薄膜太阳能电池中的应用及薄膜制备工艺优化

发布时间：2021-03-08 21:53

　　铜铟镓硒（CIGS）材料具有吸光系数高、性质稳定、带隙可调控等优点,以该材料为吸光层制备的CIGS薄膜太阳能电池目前已实现商业化生产。但是,目前商业化的CIGS薄膜太阳能电池由真空法制备,该方法所需设备昂贵、工艺复杂、生产成本高,导致CIGS薄膜太阳能电池价格居高不下。而非真空法中的前驱体溶液法制备CIGS薄膜太阳能电池能够简化制备工艺,提高材料利用率,可用于大面积制备,有望实现CIGS薄膜太阳能电池的低成本、大规模商业化生产。前驱体溶液法制备CIGS薄膜太阳能电池的关键之一是溶剂的选择。目前以肼为溶剂制备的CIGS电池的效率已达17.3%,但肼具有爆炸性、剧毒性、致癌性,基于肼溶液的大规模生产几乎不可能实现。因此,寻求新的溶剂十分必要。尽管研究人员对非肼溶剂进行了大量的实验筛选,但结果仍不尽人意。例如:溶剂无法完全溶解所有前驱体化合物、前驱体溶液长期存放不稳定等。本论文（1）首次以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）为单一溶剂,金属卤化物（金属源）和硫脲（硫源）为前驱体化合物,成功配制了均一、稳定的铜铟硒（CIS）和CIGS前驱体溶液,并以上述前驱体溶液成... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

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【学位级别】：硕士

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p-n结（a）与光生伏特效应（b）示意图

位硕士研究生学位论文 太阳能电池简介的特点—Ⅲ—Ⅵ族化合物半导体，属于四方黄铜矿结构，如三元化合物 CuInSe2中的 In 元素被 Ga 元素部分取代得的晶格常数 a=0.578 nm，c=1.154 nm。CIGS 是一种直接系数。通过调控晶体中 In 与 Ga 的比例，CIGS 的带隙 的弱光性好，能抵抗强辐射、强干扰等，是较理想光

图 1.3 CIGS 薄膜太阳能电池器件结构示意图电极层（阳极）：CIGS 薄膜太阳能电池底电极层材料中最常用的是金属钼（M化学性质稳定，能适应较高温度，而且机械强度高、电阻率低、反光性能高，S 薄膜太阳能电池的底电极材料使用。常用的制备方法是采用磁控溅射在基底 Mo，从而得到 Mo 底电极层。在制备 CIGS 薄膜时，Mo 底电极层会与硒元素e2层，这有利于 Mo 底电极层与 CIGS 吸 10成良好的欧姆接触，提高 CIGS 薄膜太阳能电池的光电转换效率。光层：CIGS 薄膜太阳能电池中吸光层即为 CIGS 薄膜。CIGS 是直接带隙 p 型吸光系数高, 其带隙可以通过控制 In/Ga 的比例进行调控（1~1.7eV）。此外，纯度要求比较低，晶粒中的少量点缺陷、晶界及杂质对器件性能的影响较低，本远低于单晶硅。冲层：CIGS 薄膜太阳能电池的缓冲层材料中最常用的是硫化镉（CdS）。CdS


本文编号：3071732