铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳电池的碱金属掺杂工程

发布时间：2021-08-05 19:40

　　铜铟镓硒（CIGS）太阳电池不仅具有高吸收系数和高光电能量转换效率,而且表现出良好的稳定性和低廉的生产成本,依然是目前普遍关注的发展对象.自20世纪90年代,研究人员发现碱金属掺杂可以明显提升CIGS电池的性能,并在碱金属掺杂研究方面取得一系列突破性进展.结合本课题组的研究进展,主要介绍了其中针对碱金属掺杂引发的一些主要技术突破.同时简单介绍了碱金属掺杂的3种方法:前掺法、中掺法和后掺法,其中使用后掺法制备出的CIGS电池能够获得较高的能量转换效率.碱金属掺杂的作用机制,主要是调节CIGS吸收层的带隙和钝化薄膜中的缺陷,提高薄膜中的空穴密度,抑制吸收层内部和界面的载流子复合,最终提升太阳电池的开路电压和填充因子.同时,碱金属会影响吸收层的元素分布和微观形貌,这一方面对太阳能电池性能的影响仍存在争议. 

【文章来源】：北京工业大学学报. 2020,46(10)北大核心CSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

黄铜矿结构CIGS[3]

图2是CIGS吸收层碱金属掺杂工程的3种方法[18]:前掺法、中掺法和后掺法. 前掺法是指在沉积CIGS层之前沉积一层碱金属预制层来实现掺杂;中掺法是指碱金属与各元素共同沉积从而制备CIGS吸收层的方法;后掺法是指在CIGS层沉积后,再沉积碱金属并进行退火处理的工艺.4.1 前掺法

因此,碱金属的中掺法可以选择在真空蒸发法的三步的某一步或几步中掺入,对于薄膜的影响也有所不同. Güttler等[20]在三步中分别掺入Na,并对薄膜结构进行分析,图3是薄膜SEM照片,结果发现,在第1步和第2步中掺入Na,会导致靠近Mo背电极的区域和CIGS表面区域的产生大量小尺寸晶粒,而在第3步掺入Na,薄膜中只有CIGS表面存在少量小尺寸晶粒,最终制备出的电池效率也最高.4.3 后掺法

【参考文献】：
期刊论文
[1]蒸发法制备CIGS薄膜太阳电池的研究进展[J]. 冯金晖,杜光远,王赫,李微,赵彦民,乔在祥.  电源技术. 2014(04)
[2]铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池的研究进展[J]. 王波,刘平,李伟,马凤仓,刘新宽,陈小红.  材料导报. 2011(19)
[3]薄膜太阳能电池的研究进展[J]. 张中俊,王婷婷,曾和平.  电子元件与材料. 2010(11)
[4]电化学沉积太阳电池用CuInSe2和Cu（In,Ga）Se2薄膜的研究进展[J]. 刘芳洋,赖延清,张治安,刘军,匡三双,李轶,李劼,刘业翔.  材料导报. 2009(17)



本文编号：3324341