硒化前后电沉积贫铜和富铜的Cu(In1-xGax)Se2薄膜成分及结构的比较

采用电沉积法获得了接近化学计量比的贫铜和富铜的Cu（In_1-xGa_x）Se₂（CIGS）预置层,研究比较了两种预置层及其硒化处理后的成分和结构特性.得到了明确的实验证据证明,硒化后富铜薄膜中的Cu_xSe相会聚集凝结成结晶颗粒分散在表面.研究表明：在固态源硒化处理后,薄膜成分基本不变;当预置层中原子比Cu/（In+Ga）<11时,硒化后薄膜表面存在大量的裂纹;而当Cu/（In+Ga） >12时,可以消除裂纹的产生,形成等轴状小晶粒;富铜预置层硒化时蒸发沉积少量In,Ga和Se后,电池效率已达到68%;而贫铜预置层硒化后直接制备的电池效率大于2%,值得进一步深入研究. 关键词： 1-xGa_x）Se₂薄膜')" href="#">Cu（In_1-xGa_x）Se₂薄膜 电沉积 硒化处理 贫铜或富铜薄膜     

卷对卷技术制备大面积柔性CIGS薄膜太阳电池吸收层

以轻质柔性聚酰亚胺(PI)材料为衬底,采用低温共蒸发"一步法"工艺制备四元化合物Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜.本文采用卷对卷(roll-to-roll)技术,在衬底幅宽300 mm的方向上实现了良好的成膜均匀性.利用XRD和XRF分别分析了所制备薄膜的晶相、组分和厚度,SEM分析了薄膜的表面形貌,讨论了不同衬底温度下制备的CIGS薄膜的性能.     

一步法电化学沉积Cu(In1-x,Gax)Se2薄膜的特性

在CuCl2、InCl3、GaCl3及H2SeO3组成的酸性水溶液电沉积体系中, 对Mo/玻璃衬底上一步法电沉积Cu(In1-x, Gax)Se2(简写为CIGS)薄膜进行了研究. 为了稳定溶液的化学性质, 在溶液中加入邻苯二甲酸氢钾和氨基磺酸作为pH缓冲剂, 将溶液的pH值控制在约2.5, 并提高薄膜中Ga的含量. 通过大量实验优化了溶液组成及电沉积条件, 得到接近化学计量比贫Cu 的CIGS薄膜(当Cu与In+Ga的摩尔比为1时, 称为符合化学计量比的CIGS薄膜; 当其比值为0.8-1时, 称为贫Cu或富In的CIGS 薄膜)预置层, 薄膜表面光亮、致密、无裂纹. 利用循环伏安法初步研究了一步法电沉积CIGS薄膜的反应机理, 在沉积过程中, Se4+离子先还原生成单质Se, 再诱导Cu2+、Ga3+和In3+发生共沉积. 电沉积CIGS薄膜预置层在固态硒源280 ℃蒸发的硒气氛中进行硒化再结晶, 有效改善了薄膜的结晶结构, 且成份基本不发生变化,但是表面会产生大量的裂纹.     

硒化前后电沉积贫铜和富铜的Cu(In1-xGax)Se2薄膜成分及结构的比较

采用电沉积法获得了接近化学计量比的贫铜和富铜的Cu(In1-xGax)Se2(CIGS)预置层,研究比较了两种预置层及其硒化处理后的成分和结构特性.得到了明确的实验证据证明,硒化后富铜薄膜中的CuxSe相会聚集凝结成结晶颗粒分散在表面.研究表明:在固态源硒化处理后,薄膜成分基本不变;当预置层中原子比Cu/(In+Ga)<1.1时,硒化后薄膜表面存在大量的裂纹;而当Cu/(In+Ga) >1.2时,可以消除裂纹的产生,形成等轴状小晶粒;富铜预置层硒化时蒸发沉积少量In,Ga和Se后,电池效率已达到6.8%;而贫铜预置层硒化后直接制备的电池效率大于2%,值得进一步深入研究.