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1、碩士學(xué)位論文CIGS太陽電池背電極Mo薄膜及緩沖薄膜的的CdS的制備研究究制備作者姓名馮景雪學(xué)科專業(yè)材料學(xué)指導(dǎo)教師副教授王歆所在學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院論文提交日期2016年4月PreparationofamolybdenumelectrodeandCdSbufferlayerforCIGSsolarcellsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：FengJingxueSupervisor：Asso.Pro.WangxinSouthChinaUniversityofTechnologyG
2、uangzhou,China分類號：TB43學(xué)校代號：10561學(xué)號：201320114617華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文CIGS太陽電池背電極Mo薄膜及緩沖薄膜的制備研究作者姓名：馮景雪指導(dǎo)教師姓名、職稱：王歆副教授申請學(xué)位級別：工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱：材料學(xué)研究方向：薄膜光伏材料論文提交日期：2016年4月14日論文答辯日期：2016年6月3日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會成員：主席：胡星委員：王歆符小藝陸裕東摘要CIGS薄膜電池是一種具有發(fā)展前景的、經(jīng)濟(jì)高效的、可用作光伏發(fā)電的太陽能電池。目前，它的電池效率已經(jīng)達(dá)到了21.7
3、%。在改善電池效率的工藝中，背電極Mo薄膜和緩沖層CdS薄膜的制備都起到了非常重要的作用。與其他材料相比，Mo金屬具有良好的惰性和較高的導(dǎo)電率，這對于CIGS薄膜電池來說是非常好的背電極材料。而硫化鎘屬于II–VI族半導(dǎo)體材料，禁帶寬度是2.45eV，與太陽光分布理想值比較接近同時對可見光具有非常好的透過率，所以常被用來作光伏電池的窗口材料。本文主要探究了CIGS薄膜太陽能電池的背電極Mo層及其緩沖層CdS薄膜制備工藝的優(yōu)化調(diào)整。在Mo薄膜的沉積過程中分別采用了DC濺射模式、RF濺射模式和DC/RF混合濺射模式，在DC濺射模式下可以制備出電阻率比較低
4、的Mo薄膜，而在RF模式下可以制備出反射率比較高的Mo薄膜。通過調(diào)整工作氣壓和濺射功率，Mo薄膜展示了不同的表面形貌和結(jié)晶性：在較低的工作氣壓下可以制備出結(jié)晶性較好的Mo薄膜，隨著濺射功率的增加，Mo薄膜的結(jié)晶性和晶粒尺寸都會增加。本文在DC濺射模式下，濺射功率為300W，工作氣壓為0.1Pa，襯底不加熱時制備出了電阻率為34×10-6Ω·cm的Mo薄膜。為了制備出電阻率低、附著性好、反射率高的Mo薄膜，分別在DC/DC濺射模式和DC/RF濺射模式、DC/DC/DC濺射模式和RF/DC/RF濺射模式下沉積制備了雙層Mo薄膜和三層Mo薄膜。所獲得的Mo
5、薄膜都顯示出了較低的電阻率和較好的附著性，DC/RF濺射模式和RF/DC/RF濺射模式下制備的Mo薄膜反射率會更好。在DC/RF濺射模式下的Mo薄膜的電阻率為67×10-6Ω·cm和RF/DC/RF濺射模式下的Mo薄膜的電阻率為61×10-6Ω·cm。采用化學(xué)水浴法制備CdS薄膜，通過正交試驗法和對比試驗法探究不同工藝條件下CdS薄膜的各項性能，分別探究了氯化銨溶液的濃度、硫脲的濃度、氯化鎘溶液的濃度、氨水的用量、水浴溫度、水浴時間以及退火條件的變化對CdS薄膜性能的影響。在CdCl2濃度為0.004mol/L時，CdS薄膜的致密度最好，晶粒尺寸比較
6、大，結(jié)晶性良好；水浴溫度為90℃時，CdS薄膜晶粒尺寸較大，結(jié)晶性較好；沉積時間為9~13mins時，沉積方式為離子-離子機(jī)制，得到表面平整致密的CdS薄膜；氨水用量為20ml時，薄膜透過率I最高達(dá)95%，禁帶寬度為2.5eV，比較接近CdS薄膜的理論值；經(jīng)過退火后CdS薄膜的結(jié)晶性增加，晶粒尺寸增加，致密度增加，本文的最佳退火條件為350℃，1h時。關(guān)鍵詞：CIGS、太陽能電池、Mo薄膜、CdS薄膜IIABSTRACTCu(InGa)Se2-basedsolarcellshavebeenoneofthemostpromisingsolarcellt
7、echnologiesforcost-effectivepowergeneration.ItisreportedthatthehighestefficiencyofCIGSsolarcellcouldreachupto21.7%.ThebackelectrodeMofilmsandbufferlayerCdSfilmsofCIGSsolarcellsplayimportantrolesinimprovingtheefficiencyofthecells.Comparedwithothermaterials,Mometalisanidealbackco
8、ntactmaterialforCIGSsolarcellsbecauseofitsinertnessand
