Cu(In_(0.7)Ga_(0.3))Se_2薄膜太阳电池的研究

采用直流溅射方法研究Cu(In0.7Ga0.3)Se(CIGS)薄膜太阳电池的背电极Mo薄膜、吸收层CIGS薄膜、缓冲层ZnS薄膜以及窗口层ZnO:Al(ZAO)薄膜的制备条件,并利用XRD、AFM和SEM对薄膜表面形貌进行表征。根据实验结果制备了性能良好的CIGS薄膜电池,并初步研究了电池的I-V特性,研究发现制备的太阳电池的填充因子大概为36%,并分析影响填充因子的原因。通过反复研究CIGS薄膜电池的制备条件,为制备高效CIGS薄膜电池奠定了基础。     

Na掺杂工艺对CIGS薄膜及柔性器件性能的影响

采用共蒸发三步法在聚酰亚胺(PI)衬底上沉积CIGS薄膜,研究了Na掺杂工艺对PI衬底生长的CIGS薄膜性质及柔性太阳电池性能的影响。前掺Na工艺可有效改善吸收层CIGS薄膜电学性质,但会阻碍In、Ga互扩散,并导致CIGS薄膜结晶质量下降。这是由于在CIGS薄膜沉积过程中掺入Na原子,影响了薄膜生长的动力学过程。后掺Na工艺在提高吸收层CIGS薄膜电学性质的同时,避免了Na原子扩散对CIGS薄膜结晶质量的影响,最终提高了柔性CIGS薄膜太阳电池性能。     

铜铟(镓)硒薄膜太阳电池吸收层制备研究

铜铟(镓)硒(CIGS)薄膜太阳电池有非常高的理论转化效率,吸收系数高,稳定性好,对材料缺陷的容忍度高等优点成为了近年来电池研究的热点。介绍了目前国内外制备CuIn(Ga)Se薄膜的方法,包括真空蒸法,溅射法、电沉积法,溶剂热法,溶胶凝胶法等,阐述了每种方法制备出的铜铟(镓)硒薄膜的组成、微观结构、光伏性能及它们之间的联系。     

低温三步法制备柔性CIGS太阳电池

以聚酰亚胺(PI)为衬底的柔性铜铟镓硒[Cu(In,Ga)Se2,简称CIGS]太阳电池因其极高的质量比功率受到广泛的关注与研究。采用低温"三步法"共蒸发工艺制备吸收层CIGS薄膜,在第二步时薄膜会经历富Cu的生长过程,并通过拉曼检测到CuxSe生成。通过X射线衍射光谱法(XRD)分析CIGS薄膜晶体结构,薄膜择优取向呈现为(220)/(204)晶向。扫描电子显微镜(SEM)分析发现CIGS薄膜颗粒大且致密。在PI衬底上制备的CIGS薄膜太阳电池的转换效率达到6.57%。     

蒸发法制备CIGS薄膜太阳电池的研究进展

多元共蒸发技术制备的Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜具有结晶质量高,梯度带隙,成分易于精确控制等优点,被认为是制备高效率CIGS薄膜太阳电池的最佳工艺。目前,该工艺制备的CIGS电池的实验室转换效率已经超过20%,通过改进和优化共蒸发工艺流程,继续提高电池性能、发展柔性衬底薄膜电池、尽快将实验室技术转移为CIGS电池组件的商业化生产成为新的研究热点。主要介绍了共蒸发工艺的特点,以及近年来在制备CIGS薄膜太阳电池及组件方面的研究进展。     

CIGS薄膜太阳电池研究进展

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳电池以其具有的诸多优势成为最具发展潜力的太阳电池之一。随着CIGS薄膜太阳电池光电转换效率世界纪录的不断被刷新,继续提高电池性能、研究无Cd缓冲层材料,发展柔性衬底CIGS薄膜电池及组件,优化现有的工艺流程,开发低成本的吸收层沉积工艺,尽快将实验室技术转移为CIGS电池组件的商业化生产成为今后的研究热点。主要介绍了CIGS薄膜太阳电池近年来在这些方面的研究进展。     

不锈钢与金基体上电沉积Bi2Te3-ySey薄膜

采用控电位电沉积技术以不锈钢和金为基体制备了Bi2Te3-ySey温差电材料薄膜。通过环境扫描电子显微镜(ESEM)、能量散射光谱(EDS)、X射线衍射光谱法(XRD)等方法,研究了不同基体对Bi2Te3-ySey温差电材料薄膜形貌、组成及结构的影响。结果表明,在含有Bi3 、HTeO2 和Se4 的溶液中,可实现铋、碲、硒三元共沉积,制备出Bi2Te3-ySey温差电材料薄膜。以金为基体电沉积的Bi2Te3-ySey薄膜的表面较平整、致密。在-0.04V沉积电位下,以不锈钢和金为基体电沉积Bi2Te3-ySey薄膜组成分别为Bi2Te2.39Se0.77和Bi2Te2.45Se0.85,且在不锈钢上电沉积制备的Bi2Te3-ySey薄膜的塞贝克系数更高,为-60mV/K。     

化学水浴法制备大面积CdS薄膜及其性能研究

采用化学水浴法在聚酰亚胺(PI)衬底上沉积铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池的缓冲层Cd S薄膜。研究了反应溶液浓度和沉积时间对大面积Cd S薄膜表面形貌和晶体结构的影响,优化了化学水浴沉积大面积Cd S薄膜工艺。采用5×10-3mol/L的(CH3COO)2Cd、0.05 mol/L的SC(NH2)2、1.5×10-2mol/L的CH3COONH4、6.5×10-3mol/L的NH3·H2O配置的反应溶液,75℃恒温水浴,沉积时间10 min作为工艺条件,在CIGS吸收层上沉积了面积为30 cm×30 cm、具有较好结晶质量的Cd S薄膜。在此基础上完成柔性CIGS薄膜太阳电池制备,在AM 1.5,25℃条件下,面积约为2.5 cm2的柔性CIGS薄膜太阳电池最高光电转换效率达到9.12%。     

ZAO特性及其在CIGS电池中的应用

透明导电氧化物薄膜(Transparent Conductive Oxides,简称TCO)用途广泛,介绍了TCO应用于光伏领域中的铜铟镓硒薄膜(CIGS)太阳电池,是CIGS太阳电池中不可缺少的一部分。简要阐述了其可见光范围内的透明性和导电性及其成因,以及作为CIGS薄膜太阳电池中窗口层的作用。将ITO和ZAO透明导电薄膜在CIGS太阳电池的应用进行相比,以掺铝的氧化锌(ZnO∶Al简称ZAO)透明导电薄膜为例,对其性能、制备方法及过程进行了简要阐述,并概括了大面积ZAO薄膜的性能。     

柔性CIGS薄膜太阳电池的激光划线研究

单片集成是Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳电池组件的一种形式,可以降低电流和电阻损失,制备的关键步骤是通过划线实现子电池间的隔离和互联。超短脉冲激光划线能降低死区宽度,提高划线质量。为实现一种新型结构CIGS薄膜太阳电池组件的单片集成,采用1 064 nm波长皮秒激光对PI衬底CIGS薄膜太阳电池划线。通过对不同工艺条件划线沟道深度、结构及成分的研究发现,可以实现选择性移除CIGS薄膜太阳电池材料层,露出PI衬底或钼背电极层,划线沟道底部平整、干净,划线两侧整齐,宽度在100μm左右。     

2012的新希望—薄膜太阳能电池发展趋势分析与应用展望

硅薄膜电池已经发展到第四代——非晶硅/微晶硅双结叠层电池,而这种非晶硅与微晶硅叠层的基本结构将成为未来硅薄膜电池的主流发展趋势。薄膜光伏电池是在低成本的玻璃、塑料、不锈钢等基板上沉积形成很薄的感光材料实现光电转换,主要包括硅薄膜电池(a-Si、a-Si/c-Si等)、碲化镉(CdTe)、铜铟硒(CIS、CIGS)。     

Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳电池研究进展(Ⅰ)

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)是Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物半导体材料,具有黄铜矿晶体结构,以它为吸收层的太阳电池称为CIGS薄膜太阳电池.此电池具有如下特点:(1)光电转换效率高.2008年美国国家可再生能源实验室(NREL)研制的小面积CIGS薄膜太阳电池光电转换效率已达到19.9%,是当前各类薄膜太阳电池的最高记录.     

Cu(In,Ga)Se_2薄膜太阳电池研究进展(I)

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)是Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物半导体材料,具有黄铜矿晶体结构,以它为吸收层的太阳电池称为CIGS薄膜太阳电池。此电池具有如下特点:(1)光电转换效率高。     

电沉积锡锑合金负极的制备及电化学性能

为了改善锂离子电池用Sn-Sb合金负极的循环稳定性并提高其首次库仑效率,采用电化学共沉积法在Cu集流体上制备了锂离子电池用Sn-Sb合金薄膜负极材料.通过能量散射光谱(EDS)、X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)及恒电流充放电实验,研究了电流密度和电沉积时间对Sn-Sb合金相组分、结构、颗粒形貌和电化学性能的影响.电化学测试表明:在电流密度为5 mA/cm2,沉积时间为30 min时,得到的产物中金属间化合物(Sn-Sb相)的含量最高,所制备电极的电化学性能较好.     

空间飞行器用太阳电池研究进展

介绍了执行深空探测和行星探测任务的空间飞行器用太阳电池研究进展,介绍了具有转换效率高、长期稳定性好、抗辐射能力强等优点的Cu(In,Ga)Se2(简称CIGS)薄膜太阳电池,综述了其结构及特点、吸收层薄膜的制备方法及其研究热点,认为随着研究的不断深入,太阳电池将在空间飞行器方面取得更加广阔的应用。     

CIGS太阳电池的低成本制备工艺

目前铜铟镓硒(CIGS)太阳电池的工业化生产基本采用真空技术制备,需要很大的设备投资,生产周期长,增加了生产成本。详细介绍了几种具有潜在应用前景的低成本直接制备工艺:电沉积、丝网印刷、热解喷涂。这几种方法都使用简单、快速的非真空设备,预组装成分子级别的前驱物层,经化学或热处理形成CIGS薄膜。前驱物的选择,杂相的去除,以及后处理条件是影响非真空工艺的关键因素。     

电沉积坡莫合金薄膜的组成、结构及磁性研究

采用电沉积技术与半导体材料相结合,在Ga As(100)单晶表面制备了表面光亮、致密、平整的坡莫合金薄膜。用X射线荧光技术与线偏振X射线吸收谱(XAS)确定了薄膜的组成为Fe21Ni79。磁光克尔效应(MOKE)测量结果表明样品薄膜具有典型的软磁性能。采用元素分辨的X射线磁性圆二色(XMCD)技术得到了合金薄膜中各元素的圆二色谱,利用加和定则计算了Fe和Ni的自旋磁矩和轨道磁矩,结果表明薄膜的磁性主要来源于Fe和Ni的自旋磁矩。     

CIGS薄膜太阳电池柔性化

铜铟镓硒(copper indium gallium di Selenide,CIGS)被公认为最佳的薄膜太阳电池材料之一,CIGS薄膜太阳电池是一种高效的薄膜太阳电池。分析了柔性CIGS薄膜太阳电池的结构、衬底材料的选择、扩散垒的作用、吸收层和缓冲层的制备和特性,介绍了不锈钢箔、铝箔聚酰亚胺等柔性衬底CIGS薄膜太阳电池的研发情况,最后展望了柔性CIGS薄膜太阳电池的应用前景。     

裂解硒技术及在CIGS薄膜太阳电池中的应用

普通Se源提供的硒蒸气主要由活性较低的Sen大原子团构成(n≥4),这不利于生长高质量的CIGS薄膜。理论计算表明,等离子体裂解Se蒸气技术和热裂解Se蒸气技术均可以提供足够的能量使Sen大原子团裂解为高活性的Se2或Se。实验证明,裂解Se技术显著降低了CIGS薄膜生长过程中Se原料的使用量。高化学活性的硒蒸气使生长CIGS薄膜的动力学过程发生变化,显著改善了低温沉积CIGS薄膜性质,在一定程度上提高了相应的电池性能。因此,裂解Se蒸气技术在聚酰亚胺(PI)衬底CIGS薄膜太阳电池的研究及组件产业化领域具有很好的应用前景。     

低温热处理对CBD-CdS薄膜性能的影响

利用化学水浴法(CBD)在玻璃衬底上制备CdS薄膜,并对其进行低温热处理,研究热处理时间和热处理温度对CdS薄膜性能的影响。研究发现,在100℃进行5 min热处理后,CdS薄膜的光学特性、晶体结构和电学性能都较热处理前得到改善,作为缓冲层材料可以很好地应用于高效铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池。