CIGS电池缓冲层CdS的制备工艺及物理性能.pdfVIP

维普资讯 第27卷 第7期 V01．27．No．7 2O06年7月 Jd．，2O06 CIGS电池缓冲层 CdS的制备工艺及物理性能 敖建平 ，孙 云 ，刘 琪2，何 青 ，孙国忠 ，刘芳芳 ，李凤岩 (1．南开大学光电子薄膜器件与技术研究所，天津 300071；2．南昌航空工业学院材料系，南昌 33003-4) 摘 要：在含有醋酸镉 、醋酸氨、硫脲和氨水的水溶液中，化学沉积 CdS半导体薄膜，薄膜的厚度与搅拌强度有很 大关系，表明薄膜的生长速度是由OH一和SC(N )：的扩散传质为控制步骤。CA5薄膜的电阻率在 10I 1Q·cm 之间。CA5薄膜的晶格在乙酸胺浓度较小时，为六方晶和立方晶混合结构；乙酸胺浓度较大时，为立方晶结构。利 用六方晶与立方晶混合的CA5制备的CIGS太阳电池 ，光电转换效率最大可达 12．1％，3．5×3．6c 小面积组件为 6．6％。立方相CA5制备的最佳电池效率达到 12．17％。两种晶相结构的CA5薄膜对 CIGS太阳电池的性能影响没 有明显的差别。 关键词：CBD；CdS薄膜；CIGS太阳电池 中图分类号：TN305 文献标识码：A 常数也相差较大，直接接触的晶格匹配不好，影响光 0 引 言 伏电池的输出性能。因此，在 CIGS和ZnO之间增加 在高转换效率 CuIn。一GaSe2(简称 CIGS)薄膜 一 层很薄的CdS(约 50nm)作为缓冲层，形成 CIGS／ 太阳电池中，电池的结构一般为：玻璃／M0／CIGs／CdS／ CdS／ZnO结构，其能带组成如图2所示 J。化学水浴 i—ZnO／ZnO：Al／Ni—A，如图 1所示。其中，CIGS是 法沉积的CdS具有无针孔、结构致密的特点，与CIGs p型 半导体，带隙宽度为 1．04—1．24eV( =0 薄膜的晶格失配较低，约为 1．4％l3]。此外，它能够 0．4)，作为太阳电池的吸收层 ；i—ZnO是高阻 n一型 完整地包覆在粗糙的CIGS表面，有效地阻止溅射 半导体和ZnO：A1掺杂的低阻透明导电层一起作为 ZnO对 CIGS薄膜的损伤，消除由此引起的电池短路 窗口层，带隙宽度为 3．37eV，CdS作为缓冲层，其禁 现象，同时通过薄膜中Cd原子扩散到 CIGS表面有 带宽度为2．40eV…。如果由CIGS与 ZnO直接接触 序缺陷层进行微量掺杂，改善异质结的特性。 形成P—n结，它们带隙相差太大，且 由于它们晶格 Cu(1n，Ga)Se2 CdS 1 I -~1 E … … ． ． ． 1． 底