硒蒸气硒化法制备CIGS薄膜的影响因子（II）预制膜对CIGS薄膜结构和形貌的影响

采用中频交流磁控溅射方法,在Mo层上沉积了多层和双层CuInGa（CIG）预制膜,采用固态硒化法制备获得了Cu（In1-xGax）曳（CIGS）吸收层薄膜,考察了预制膜对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分,采用XRD表征了薄膜的组织结构。结果表明,CIG多层预制膜由Cu11In9、CuIn和In相组成,CIG双层预制膜由Cu11In9、CuIn、In和CuGa相组成。通过硒化CIG双层和多层预制膜,所获得的CIGS薄膜均为黄铜矿相结构,薄膜具有（112）面的择优取向。当硒化时间为17min时,通过硒化CIG双层预制膜所获得的CIGS薄膜出现了上层致密,下层疏松的结构．延长硒化时间为25min．CIGS薄膜蛮得致密。     

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

采用中频交流磁控溅射方法,在Mo层上沉积了CulEnGa(cIc)预制膜.以Ar为载气,采用固态硒化法制备获得了Cu(In1-xGax)Se2(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0.20m3/h时,薄膜的孔隙最少.当Ar流量达到0.40m3/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 m3/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.     

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

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（In1-xGax）Se2（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,在不同血流量下制备的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。当舡流量为0．20m^3／h时,薄膜的孔隙最少。当Ar流量达到0．40m^3/h时,薄膜晶粒出现明显的柱状生长。当心流量为0．10、0．20和0．30m^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。     

前驱膜Al含量对铜铟铝硒薄膜成分和结构的影响

采用中频交流磁控溅射方法制备了CIA前驱膜,并采用固态硒化法进行处理,获得了CLAS吸收层薄膜.采用SEM和XRD观察和分析了薄膜的成分、组织结构和表而形貌.着重分析了CIA前驱膜中的Al含量对CIAS吸收层薄膜成分、品体结构的影响.结果表明,通过调节CIA前驱膜的Al含量可制备得到Cu/(In+Al)原子比接近1,且Al(In+Al)比例可调的成分分布均匀的CLAS薄膜.CIAS薄膜由Cu(In1-x Alx)Se2固溶体相组成,Al主要是以替代In的固溶形式存在.     

溅射和硒化工艺对CIS薄膜性能的影响

采用中频交流磁控溅射方法在镀有Mo薄膜的玻璃衬底上沉积Cu-In薄膜,然后在硒气氛下硒化形成CIS薄膜.对薄膜的成分、结构、表面形貌及电学性能进行了表征和检测.测试结果表明,CIS薄膜中Cu和In的含量主要取决于Cu-In薄膜中Cu和In的成分配比.CIS薄膜的表面形貌取决于溅射沉积Cu-In薄膜的靶电流密度.硒化过程中基片温度和硒源温度对CIS薄膜中Se含量及薄膜的微观结构和电学性能影响很大.在适当的硒化工艺条件下,获得了性能优异的CIS薄膜.     

金属预置层后硒化法制备的CuInSe2薄膜结构特性研究

CulnSe2(简称CIS)薄膜是太阳电池吸收层的重要材料。利用连续溅射金属层后硒化法制备CulnSe2薄膜。薄膜的XRD图样显示：CulnSe2薄膜的形成与制备条件密切相关；在较大Cu、In原子比的范围内，在一定的硒化条件下，都可以形成以CulnSe2为基体的薄膜。SEM图样显示，不同Cu／In比值的表面形貌有较大的不同。Cu／In接近1时，薄膜的表面形貌均质且颗粒致密。Raman谱图显示，Cu、In配比不当会使薄膜中出现少量的杂相组织，在632．8nm激发波波长下。还有210cmll和229cmll两处的特征峰。通过光吸收测量得到CulnSe2的带隙是1．05eV，通过电导率测量得到其激活能为0．486eV。     

溅射功率对CIAS电池吸收层前驱膜成分和结构的影响

采用中频交流磁控溅射方法制备了CuIn、CuAl和CIA合金膜。并用SEM及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、Al比例。制备得到了Cu/(In Al)原子比接近1,且Al/(In Al)比例可调的成分分布均匀的CIA薄膜。CIA前驱膜是以CuIn和In为基础相,Al原子主要是以替代In原子的固溶体形式存在。当溅射CuIn合金靶和CuAl复合靶的功率密度分别为0.20和0.15 W/cm2时,可制备得到由Cu11In9和CuIn两相组成的理想的CIA前驱膜。     

溅射功率对CIGS吸收层前驱膜成分和结构的影响

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。     

低功率共溅射再硒化法制备CuInSe2薄膜

采用Cu、In双靶,直流磁控溅射的方法制备Cu-In薄膜,然后采用固态源硒化的方法形成CuInSe2(CIS)薄膜.采用SEM和EDX观察和分析了样品的表面形貌和成分,用XRD表征了薄膜的组织结构.分析了硒化中的反应过程并研究了热处理对改善薄膜质量的影响.结果表明,Cu-In预制膜主要以CuIn相形式存在.由CuIn相为主相的预制膜制成的CIS薄膜具有单一的CuInSe2相黄铜矿结构,且其成分接近CuInSe2化学计量比.     

预制层中In/Cu原子比对CuInSe_2薄膜成分、结构和形貌的影响

采用磁控溅射技术,共溅射CuIn合金靶和纯In靶,CuIn合金靶的溅射功率不变,通过改变纯In靶的溅射功率,制备了具有不同In/Cu原子比的CuIn预制层;然后以固态硒粉为硒源,采用三步升温硒化方式对CuIn预制层进行硒化。通过EDS、XRD和SEM分析方法,研究了预制层中不同的In/Cu原子比对铜铟硒(CIS)薄膜的成分、结构和形貌的影响。结果表明:CIS薄膜主要由CuInSe2相构成,但存在少量的CuSe相,随着CuIn预制层中In/Cu原子比的逐渐增大,CuSe相所占比例减少,CIS薄膜中In/Cu和Se/(Cu+In)的比值也相应增大,CuInSe2大颗粒分布逐渐均匀,大颗粒之间的细小颗粒逐渐消失。     

溅射Cu/In叠层预置膜再硒化法制备CuInSe2薄膜

采用Cu、In双靶,低功率直流磁控溅射的方法沉积Cu-In双层预置膜,然后采用固态源硒化法生成CuInSe2(CIS)薄膜.采用SEM和EDX观察和分析薄膜的表面形貌与成分,用XRD表征薄膜的组织结构.重点分析了不同衬底,不同铜、铟溅射顺序对Cu-In双层预置膜与CuInSe2半导体薄膜成分、形貌和相结构的影响,分析了不同溅射顺序下薄膜的生长机制.以镀Mo玻璃为衬底生长的薄膜具有更理想的形貌;在Cu-In膜制备过程中采用先溅射Cu后溅射In的沉积顺序,能有效地利用元素In润湿能力强的特点,使Cu、In充分结合形成均匀致密的Cu-In预置膜,经硒化处理得到了具有单一黄铜矿结构的CulnSe2半导体薄膜.     

硒化Cu,In双层膜制备CuInSe2薄膜

采用超声波电沉积方法在钼衬底上制备了Cu,In双层膜,随后硒化得到了CuInSe2薄膜.采用扫描电镜( SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了薄膜的表面形貌、化学成分和相组成.结果表明:利用超声波电沉积可以得到颗粒细小、均匀致密的Cu层和In层;采用不同的工艺参数可以调节双层膜的Cu/In比率;双层膜在130C下,退火6h后进行硒化,可得到符合化学计量比的CuInSe2薄膜.     

超声电沉积-硒化制备CuInSe_2薄膜

采用超声电沉积法在钼基底上制备了Cu-In合金预制膜,随后在硒蒸汽进行硒化处理,得到了CuInSe2(CIS)薄膜.分别用SEM、EDS和XRD分析了合金预制膜和CuIrISe2薄膜的表面形貌、成分及相组成.结果表明:超声电沉积可以得到晶粒细小、均匀致密的Cu-In合金薄膜,并且可以利用电流密度控制预制膜中的Cu/In比率;随着Cu含量的增加,CIS薄膜的结晶性变好;富铜的CIS薄膜中除了CuInSe2以外还有CuSe相,CuSe的含量随铜含量的增加而增加.     

CIS/CIGS薄膜的制备技术与其生长机理研究

多晶CuInSe2或称Cu(In,Ga)Se2(简称GIS或CIGS)材料在薄膜太阳电池中具有重要的应用.GIS/CIGS的制备方法很多,制备方法不同,CIS的形成机理也不相同,本文对几种典型的制备方法的形成机理做了简要的讨论,并应用XRD、DSC手段,对于金属预制层后硒化法的薄膜的形成机理进行了研究.实验结果显示,溅射法制备的预制层有5种相同时存在,衬底温度升高到220℃,Se熔化后,薄膜中化学反应剧烈,有三元相产生;至350℃,三元相转化成了黄铜矿CuInSe2.     

蒸发硒化法制备CIS／CdS太阳电池研究

用蒸发硒化法制作的基于ＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳ）膜的ＣＩＳ／ＣｄＳ太阳电池，面积为０．１ｃｍ２和１ｃｍ２电池的转换效率分别达到７．６２％和７．２８％，５ｃｍ×６ｃｍ电池的平均效率达到６．６７％。对制备工艺及关键技术、电池性能和退火效应进行了分析探讨。     

HIT太阳电池中ITO薄膜的结构和光电性能

采用射频磁控溅射技术在不同射频功率下沉积了ITO薄膜,并将其应用于HIT太阳电池。分析了薄膜的结构、光电特性。结果表明,在120W时制备的薄膜很好地兼顾了电阻率和光透过率,其电阻率为3.48×10-4Ω.cm、在350~800 nm波段的平均光透过率为87.1%,将其应用于HIT太阳电池上,电池的转换效率可达13.38%。     

绒面ZnO:Al(ZAO)透明导电薄膜的制备

利用中频交流磁控溅射方法，采用氧化锌铝(98wt％ZnO 2wt％A12O3)陶瓷靶材制备了绒面ZAO(ZnO：Al)薄膜，考察了所制备的绒面ZAO薄膜与绒面SnO2：F薄膜在绒度、粗糙度、表面形貌以及电学性质的差异，利用原子力显徽镜对薄膜表面形貌进行了分析并计算出薄膜表面粗糙度，利用紫外可见分光光度计和电阻测试仪测量了薄膜的光学、电学特性。结果表明：所制备的绒面ZAO薄膜具有与绒面SnO2：F薄膜相比拟的各种性能，在非晶硅太阳电池中具有潜在的应用前景。     

衬底温度对PLD法沉积CdS及ZnS薄膜材料的影响

以ITO玻璃为衬底,利用脉冲激光沉积(PLD)法在温度为50、200和400℃下制备了CdS、ZnS薄膜。测量分析了温度对CdS及ZnS薄膜的透射光谱特性、光学带隙、Raman光谱特性等的影响。结果显示,在实验温度范围内:①ZnS薄膜比CdS薄膜透射性能好,光学带隙大;②ZnS薄膜的Raman光谱复杂,Raman特征峰较弱;CdS薄膜的Raman特征峰明显;③随温度升高,CdS与ZnS相比禁带宽度增加明显、Raman特征峰增高变窄。对此现象进行了解释,为利用CdS或ZnS薄膜作为CIGS薄膜太阳电池缓冲层提供了参考。     

微米-纳米分层阵列结构减反膜的制备

介绍一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料的微米-纳米分层阵列结构双重减反膜.微米阵列结构模板图案由常规的激光直写光刻机光刻而成.微米阵列结构被复制到PDMS薄膜上,对PDMS薄膜进行等离子体表面修饰处理后在微米阵列结构上形成纳米褶皱结构,从而低成本制备出微米-纳米分层阵列结构双重减反膜.测试结果显示,所制备的微米-纳...     

H_2Se气态硒化后退火温度对CIGS薄膜中Ga再分布的影响

采用H_2Se气体在400℃下对溅射的Cu-In-Ga金属预制层进行硒化处理制备CIGS薄膜,然后采用原位退火的方法改善Ga元素在CIGS薄膜内的纵向分布和薄膜内的晶粒尺寸,研究退火温度对CIGS薄膜表面Ga元素含量和结晶性的影响。CIGS薄膜中Ga元素的分布决定薄膜的禁带宽度和太阳电池的开路电压,通过优化退火温度,CIGS太阳电池的转换效率相对增益达到20%,最终达到14.39%的转换效率和590 mV的开路电压。