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沉积预制层衬底温度对cigs薄膜结构特性的影响

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光电子．激光 2013年第10期24卷 1936-1941页

作者：郭伟薛玉明张晓峰冯少君张连连孙云河北建筑工程学院电气系河北张家口075000 天津理工大学电子信息工程学院薄膜电子与通信器件重点实验室天津300384 南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300071

采用三步共蒸发工艺在玻璃衬底上制备cigs薄膜,研究沉积预制层的衬底温度对cigs薄膜结构特性的影响。薄膜的厚度、组份、晶相结构、表观形貌和电学特性分别由台阶仪、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)... 详细信息

采用三步共蒸发工艺在玻璃衬底上制备cigs薄膜,研究沉积预制层的衬底温度对cigs薄膜结构特性的影响。薄膜的厚度、组份、晶相结构、表观形貌和电学特性分别由台阶仪、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和霍耳效应测量仪来表征。沉积预制层的衬底温度较低(如300℃和360℃)时,预制层中Ga含量较低,容易形成In2Se3相;而衬底温度较高(如400℃)时,预制层中Ga含量较高,容易形成(In,Ga)2Se3相;原因是Ga2Se3的形成焓(-462.4kJ/mol)比In2Se3的(-360kJ/mol)低,没有In2Se3稳定;In2Se3相比Ga2Se3相更容易稳定存在,尤其是在低温下;当温度较高时,Ga2Se3相也容易存在,与In2Se3一起形成(In,Ga)2Se3固溶体。而且,衬底温度较高(如400℃)时,沉积的cigs薄膜中的Ga含量比其它两种衬底温度下沉积的薄膜都高,薄膜粗糙度较小,迁移率和载流子浓度都比较大,电阻率较小。

关键词： cigs 三步共蒸发预制层衬底温度结构特性

基于不锈钢衬底cigs太阳电池中Mo(N,O)薄膜的阻挡特性

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复合材料学报 2024年第10期41卷 5434-5442页

作者：朱义国韩胜男王浩常萱陈静伟河北大学物理科学与技术学院保定071002

不锈钢衬底铜铟镓硒(cigs)太阳电池因其优异的光电转换效率和可弯曲特性而被广泛应用。但在制备cigs薄膜过程中,衬底中的Fe元素会向cigs薄膜扩散,导致电池性能下降。因此,需要在不锈钢衬底与Mo薄膜之间插入阻挡层来抑制Fe元素的扩散。... 详细信息

不锈钢衬底铜铟镓硒(cigs)太阳电池因其优异的光电转换效率和可弯曲特性而被广泛应用。但在制备cigs薄膜过程中,衬底中的Fe元素会向cigs薄膜扩散,导致电池性能下降。因此,需要在不锈钢衬底与Mo薄膜之间插入阻挡层来抑制Fe元素的扩散。采用反应磁控溅射方法制备了不同O_(2)流量条件下的Mo(N,O)薄膜,通过XRD、SEM及XPS研究了O_(2)流量对Mo(N,O)薄膜的晶体结构、微观形貌及元素组分的影响,二次离子质谱(SIMS)测试表明插入Mo(N,O)薄膜后,cigs薄膜中Fe元素的相对强度由无阻挡层时的30 counts降至2 counts。通过优化选用O_(2)流量0.25 mL/min制备Mo(N,O)阻挡层,并制备了cigs太阳电池,电流密度-电压(J-V)特性测试表明插入Mo(N,O)阻挡层后,电池效率由11.07%提高到14.34%。

关键词：太阳能电池阻挡层 Fe Mo(N,O)薄膜 O_(2) cigs SIMS

cigs薄膜(InGa)2Se3-富Cu-富In(Ga)的演变

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光电子．激光 2008年第3期19卷 348-351页

作者：薛玉明徐传明张力孙云王伟杨保和天津理工大学天津市薄膜电子与通信器件重点实验室天津300191 南开大学信息学院天津300071 上海太阳能工程技术研究中心上海200241 山西省汾阳市汾阳中学汾阳032200

采用三步共蒸发工艺顺序沉积铜铟镓硒(CuInGaSe2,cigs)薄膜。薄膜的厚度、组份、晶相结构分别由台阶仪、X射线荧光光谱仪(XRF)和X射线衍射仪(XRD)来表征。在(In,Ga)2Se3预制层-富Cu相的演变过程中,依次发生以下相变:Cu(In,Ga)5Se8、Cu(I... 详细信息

采用三步共蒸发工艺顺序沉积铜铟镓硒(CuInGaSe2,cigs)薄膜。薄膜的厚度、组份、晶相结构分别由台阶仪、X射线荧光光谱仪(XRF)和X射线衍射仪(XRD)来表征。在(In,Ga)2Se3预制层-富Cu相的演变过程中,依次发生以下相变:Cu(In,Ga)5Se8、Cu(In,Ga)3Se5、Cu2(In,Ga)4Se7(或Cu(In,Ga)2Se3.5)、Cu(In,Ga)Se2(液相CuxSe)。在富Cu相-富In(Ga)相的演变过程中,依次发生以下相变:Cu(In,Ga)Se2(液相CuxSe)、Cu2(In,Ga)4Se7(或Cu(In,Ga)2Se3.5)、Cu(In,Ga)3Se5、Cu(In,Ga)5Se8。对这两个演变过程中薄膜的生长机理和结构特性进行了讨论。

关键词： cigs OVC(ODC) (In Ga)2 Se3预制层富Cu 富In(Ga) 三步共蒸发

硒蒸气硒化法制备cigs薄膜的影响因子(Ⅰ) 氩气流量对cigs薄膜结构和形貌的影响

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太阳能学报 2009年第5期30卷 426-429页

作者：韩东麟张弓庄大明元金石宋军清华大学机械工程系北京100084

采用中频交流磁控溅射方法,在Mo层上沉积了CuInGa(CIG)预制膜。以Ar为载气,采用固态硒化法制备获得了Cu_(In_(1-x)Ga_x)Se_2(cigs)吸收层薄膜,考察了Ar流量对cigs薄膜结构和形貌的影响。采用SEM和EDS观察和分析了薄膜的表面形貌和成份,... 详细信息

采用中频交流磁控溅射方法,在Mo层上沉积了CuInGa(CIG)预制膜。以Ar为载气,采用固态硒化法制备获得了Cu_(In_(1-x)Ga_x)Se_2(cigs)吸收层薄膜,考察了Ar流量对cigs薄膜结构和形貌的影响。采用SEM和EDS观察和分析了薄膜的表面形貌和成份,采用XRD表征了薄膜的组织结构。结果表明,在不同Ar流量下制备的cigs薄膜均具有单一的黄铜矿相结构,薄膜具有(112)面的择优取向。随着Ar流量的增大,cigs薄膜晶粒直径增大。当Ar流量为0.20 m^3/h时,薄膜的孔隙最少。当Ar流量达到0.40 m^3/h时,薄膜晶粒出现明显的柱状生长。当Ar流量为0.10、0.20和0.30 m^3/h时,所制得的cigs薄膜的Cu、In、Ga原子含量比,处于弱p型的理想范围。

关键词：太阳电池 cigs 磁控溅射薄膜硒化

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使用cigs四元靶材制备高效率电池研究

太阳能学报 2018年第2期39卷 567-571页

作者：刘沅东卓胜汤清琼张宁余新平庄大明北京四方创能光电科技有限公司北京100085 清华大学材料学院北京100084

为了改善使用cigs四元靶所制备的预制膜在退火中结晶性能较差的情况，采用相对较高的退火温度对cigs四元预制膜进行退火处理，温度的提高有利于改善cigs吸收层的结晶性能从而得到较好的太阳电池。同时研究高温退火时的硫化处理，在硫化... 详细信息

为了改善使用cigs四元靶所制备的预制膜在退火中结晶性能较差的情况，采用相对较高的退火温度对cigs四元预制膜进行退火处理，温度的提高有利于改善cigs吸收层的结晶性能从而得到较好的太阳电池。同时研究高温退火时的硫化处理，在硫化处理下，电池的开路电压可以得到很好的提升，获得转换效率高于19％的电池。

关键词： cigs 四元靶材退火太阳电池

Mo背电极对cigs吸收层成分与结构的影响

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太阳能学报 2019年第5期40卷 1298-1303页

作者：宋斌斌于涛张传升李博研赵树利李伟北京低碳清洁能源研究院北京102211 北京市纳米结构薄膜太阳能电池工程技术研究中心北京102211

采用直流磁控溅射法,通过调整溅射气压制备双层和三层Mo背电极层,并在其上制备(In,Ga)2Se3(IGS)和Cu(In,Ga)Se2(cigs)。采用X射线荧光光谱(XRF)和X射线光电子能谱(XPS)测量成分;用扫描电子显微镜(SEM)观察IGS和cigs的表面和断面形貌;用... 详细信息

采用直流磁控溅射法,通过调整溅射气压制备双层和三层Mo背电极层,并在其上制备(In,Ga)2Se3(IGS)和Cu(In,Ga)Se2(cigs)。采用X射线荧光光谱(XRF)和X射线光电子能谱(XPS)测量成分;用扫描电子显微镜(SEM)观察IGS和cigs的表面和断面形貌;用X射线衍射(XRD)研究背电极层对IGS和cigs结晶取向的影响。结果表明,背电极的不同可影响cigs表面Na的分布;三层Mo背电极层上制备的cigs吸收层具有112择优,晶粒较大,贯通性更优;三层Mo背电极层上制备的cigs电池的效率为14.1%,其中较双层Jsc和FF分别有9.4%和15.5%的提升。

关键词：磁控溅射分子束外延 Na cigs 形貌结构

无硒气氛退火下掺入Sb_2S_3提高cigs薄膜晶粒尺寸的研究

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太阳能学报 2019年第1期40卷 51-55页

作者：张冷庄大明赵明孙汝军魏要伟吕循岩清华大学材料学院先进成形制造教育部重点实验室新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084

将一薄层Sb_2S_3置于Cu(InGa)Se_2(cigs)薄膜与Mo薄膜之间,于不含硒源的惰性气氛中退火,发现随Sb_2S_3厚度的增加,cigs薄膜的晶粒尺寸显著增大,薄膜的择优生长面由(112)晶面向(220/204)晶面转变。为阐明晶粒的生长机理,研究退火温度对Sb... 详细信息

将一薄层Sb_2S_3置于Cu(InGa)Se_2(cigs)薄膜与Mo薄膜之间,于不含硒源的惰性气氛中退火,发现随Sb_2S_3厚度的增加,cigs薄膜的晶粒尺寸显著增大,薄膜的择优生长面由(112)晶面向(220/204)晶面转变。为阐明晶粒的生长机理,研究退火温度对Sb_2S_3掺杂的cigs薄膜的晶粒尺寸和物相的影响规律,发现薄膜在450～500℃之间晶粒尺寸增大显著。在实验结果的基础上提出一种气相促进晶粒生长的模型和液相促进晶粒生长的模型。

关键词：薄膜太阳电池晶粒生长机理 Sb掺杂 cigs

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退火处理对cigs薄膜物相及成分的影响

太阳能学报 2014年第3期35卷 498-501页

作者：彭寿马立云王芸任志艳蚌埠玻璃工业设计研究院蚌埠233018

采用一步溅射沉积工艺制备cigs薄膜,并对薄膜进行退火处理。对退火前后的样品进行XRD、EDS、拉曼光谱测试分析。得出退火后的样品结晶度更好晶粒更大,In和Se均有不同程度的流失。最终所测得的Cu/In+Ga、Ga/In+Ga的成分比满足高效太阳电... 详细信息

采用一步溅射沉积工艺制备cigs薄膜,并对薄膜进行退火处理。对退火前后的样品进行XRD、EDS、拉曼光谱测试分析。得出退火后的样品结晶度更好晶粒更大,In和Se均有不同程度的流失。最终所测得的Cu/In+Ga、Ga/In+Ga的成分比满足高效太阳电池的要求,拉曼光谱所测得的样品表面有退火中形成的CIS存在。

关键词：太阳电池一步溅射 cigs 退火

溅射功率对cigs吸收层前驱膜成分和结构的影响

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太阳能学报 2006年第11期27卷 1108-1112页

作者：郑麒麟庄大明张弓李秋芳清华大学机械工程系北京100084

采用中频交流磁控溅射方法制备了CuIn、CuGa和CIG合金膜。采用SEM和XRD观察和分析了各种薄膜的表面形貌、成分和组织结构。着重分析了靶功率密度对薄膜成分、晶体结构的影响。结果表明,通过调节靶功率密度,能精确控制薄膜中CuI、n、Ga... 详细信息

采用中频交流磁控溅射方法制备了CuIn、CuGa和CIG合金膜。采用SEM和XRD观察和分析了各种薄膜的表面形貌、成分和组织结构。着重分析了靶功率密度对薄膜成分、晶体结构的影响。结果表明,通过调节靶功率密度,能精确控制薄膜中CuI、n、Ga比例。制备得到了Cu/(In+Ga)原子比接近1,且Ga/(In+Ga)比例可调的成分分布均匀的CIG薄膜。CIG前驱膜是以Cu11In9为基础相,Ga原子主要是以替代In原子的固溶体形式存在。当溅射CuIn和CuGa合金靶的功率密度分别为0.26和0.10 W/cm2时,可制备得到由Cu11In9和CuIn两相组成的理想的CIG前驱膜。

关键词： cigs 太阳能电池磁控溅射前驱膜