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cis以及cigs太陽能電池板(編輯修改稿)

2026-03-22 14:32 本頁面

　

【文章內容簡介】商業上，氧化物（ SiOx， Al2O3）控制鈉含量，然后 Mo上生長鈉層 ? 不銹鋼或塑料用作基板：可塑性，輕巧性 CIGS太陽電池結構 — 鉬背面電極 ? Mo與 CIGS形成良好歐姆接觸 ? Mo較好的反光性能 ? Mo采用直流濺鍍法沉積在基板上 ? 沉積過程中薄膜應力控制 ? 薄膜厚度由電池設計電阻決定 ? 沉積接面 MoSe2控制：低壓下沉積致密 Mo CIGS太陽電池結構 — 吸收層 ? 吸收層： pCIGS， CIS ? 吸收層厚度： ? In、 Ga含量改變， CIGS能隙寬度： ? Inrich CIGS：表面空孔”黃銅礦“覆蓋，改善電池效率；而 Copperrich 區域：Cu2xSe析出，破壞電池功能。 ? 采用氰化鈉或氰化鉀溶液把 Cu2xSe從薄膜表面或晶界移出 ? 設計考量： ? CIGS薄膜技術：單一相，結晶品質好 ? 吸收層與金屬有良好的歐姆接觸，易制造 ? CIGS足夠的厚度，且厚度小于載子擴散長度 ? CIGS為多晶結構，故要求缺陷少，降低再結合幾率 ? CIGS表面平整性好，促進良好接面狀態 CIGS太陽電池結構 — 緩沖層 ? 緩沖層： CdS（與 pCIGS形成 pn結） ? CdS直接能隙結構， ? CdS與 CIGS晶格匹配性好，隨 CIGS內 Ga增加，匹配性變差 ? CdS制造：化學水域法（ chemical bath deposition, CBD） ? 將 CIGS浸入 6080化學溶液中 ? 溶液成分：氯化鹽（ CdCl2， CdSO4等）、氨水（ NH3）、硫脲（ SC（ NH2） 2） ? 方程式： 23 4 2 2 2 3 2( ) ( ) 2 4 2C d N H SC N H O H C dS H H C N N H H O??? ? ? ? ? ? CIGS太陽電池結構 — 緩沖層 ? 水溶液對 CIGS表面進行腐蝕清洗去除氧化層，特別是氨水 ? 氧化層去除，促進 CdS薄膜生長 ? 研究發現： CdSZnS合金薄膜，能提高能隙寬度，提升電池轉化效率。 ? 鎘毒性解決辦法： ? 替代材料： ZnS， ZnSe， InxSey， In2S3等 ? 去掉 CdS層， ZnO TCO直接做在 CIGS上 CIGS太陽電池結構 — TCO ? TCO材料：， SnO2， In2O3:Sn（ ITO）， ZnO ? SnO2高溫制備技術，限制了作為 TCO應用 ? In2O3:Sn（ ITO）， ZnO均可， ? ZnO最廣泛，成本低 ? ZnO中添加 Al也是常用 TCO ? TCO沉積技術，不高于 250度 ? 濺鍍（最常用方法），但濺鍍 ZnO有待進一步改進 ? 磁控濺射法（ RF magron sputtering） :ZnO:Al ? 反應直流濺鍍（ Reactive DC supttering）： ZnO:Al ? CVD或 ALCVD沉積 ZnO CIGS太陽電池結構 — TCO ? TCO電阻大小：電池及模組設計， TCO厚度有關 ? 一般而言， TCO生長前，先做高阻值 CdS、 ZnO做緩沖層 CIGS太陽電池結構 — 正面金屬電極 ? 網格狀，面積盡可能小 ? 材料： Ni， Al ? 在 TCO上鍍數十納米寬 Ni：避免形成高電阻金屬氧化物 ? 在 Ni材料上鍍數微米寬 Al CIGS薄膜太陽能電池制備工藝： CIGS薄膜電池可以采用不同的工藝制成，其制備過程舉例如下：以普通鈉鈣玻璃為襯底，磁控濺射法沉積 Mo層作為電池底電極，然后制備 CIGS化合物半導體薄膜，在 CIGS薄膜上再順次制備 CdS緩沖層和窗口材料 ZnO膜，最后制備電極后封裝，整個電池的結構為：玻璃 /Mo/CIGS/nCdS/nZnO（高阻本征層） /n+ZnO（低阻導電層）：Al/Al（電極）的薄膜電池，如下圖所示。（高阻本征層）/n+ZnO（低阻導電層）： Ni/Al（電極）的薄膜電池，如下圖所示。在 CIGS電池的制備工藝中，最關鍵的是 CIGS薄膜的制備。四、 CIGS薄膜制備技術 CIGS薄膜太陽能電池制備流程 ? CIGS薄膜技術要求：大面積、高沉積速率，低成本，薄膜均勻

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