光電變換薄膜材料的制備原理技術
當金屬或半導體受到光照射時，其表面和體內(nèi)的電子因吸收光子能量而被激發(fā)，如果被激發(fā)的電子具有足夠的能量，足以克服表面勢壘而從表面離開，產(chǎn)生了光電子發(fā)射效應。CIS薄膜太陽能電池是以銅銦硒（CIS）為吸收層的薄膜太陽能電池。目前，還有在CIS中摻人部分Ga、A1來代替CIS中的In，從而形成CIGS或CIAS薄膜太陽能電池的結構；而且這一類電池被認為是未來最有希望實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應用的化合物薄膜太陽能電池。美國的CuInSe2-cd（zn）s薄膜太陽能電池的光電轉換效率可達12%，這使CIGS薄膜太陽能電池成為高性能薄膜太陽能電池的前列。
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主要介紹CIGS薄膜的制備技術。 薄膜面板
?、費o背電極薄膜的沉積。在電池研究過程中，包括Mo、Pt、Ni、A1、Au、Cu和Ag在內(nèi)的很多金屬都被試著用來制作背電極接觸材料。研究發(fā)現(xiàn)，除了Mo和Ni之外，在制備CIGS薄膜的過程中，這些金屬都會和CIGS產(chǎn)生不同程度的相互擴散。擴散引起的雜質(zhì)將導致更多復合中心的產(chǎn)生，最終將導致電池效率的下降。在高溫下Mo具有比Ni更好的穩(wěn)定性，不會和Cu、In產(chǎn)生互擴散，并且具有很低的接觸電阻，所以一直被用做理想的背電極材料。 薄膜面板
Mo的沉積厚度約為0.5-1.5μm。首先在鈉鈣玻璃上采用射頻磁控濺射、直流磁控濺射或真空熱蒸發(fā)的方法沉積厚度約為1.0μm的Mo層。由于直流磁控濺射技術制備的Mo薄膜的均勻性好，薄膜的沉積速率高，所以，一般在沉積Mo薄膜時多采用直流磁控濺射技術來沉積。 薄膜面板
?、贑IGS薄膜的沉積。具有黃銅礦結構的化合物材料CulnSe2（CIS）或CulnGaSe2（CIGS）在可見光范圍內(nèi)的吸收系數(shù)高達105 cm-1，通過改變鎵的含量，其禁帶寬度在1.04～1.67 eV范圍內(nèi)可調(diào)，可以制備出*禁帶寬度的半導體材料。同時具有好的穩(wěn)定性，耐空間輻射，屬于*的薄膜太陽能材料之一。美國可再生能源實驗室用Cu、In、Se、Ga四元共蒸發(fā)沉積法制備的薄膜太陽能電池的轉化效率已經(jīng)高達18.8%。雖然共蒸發(fā)法在小面積電池上取得了*的效率，在大面積制備薄膜太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化應用方面，卻存在其難以克服的障礙。目前采用較多的方法仍然是磁控濺射法?；诖趴貫R射的工藝也有很多，主要有濺射預制薄膜后硒化方法，預制薄膜的制備等?；谝陨系囊?，制備的Culn（CuInGa）預制薄膜厚度為600～700 nm，Se化后Cu—InGaSe2薄膜的厚度為1.8～2.0μm，整個厚度會有2～3倍的提高。 薄膜面板
