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CIGS电池技术分析

2016-07-17 11:37:43 来源: 评论:0 点击:

本文主要阐述铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池的研究进展,概述了CIGS薄膜太阳能电池的薄膜构成及特性。介绍了CIGS薄膜吸收层的制备技术,如多元共蒸发法、溅射后硒化法及缓冲层的制备技术。

1、CIGS薄膜太阳电池的结构及性能特点

CIGS是一种半导体材料,是在通常所称的铜铟硒(CIS)材料中添加一定量的ⅢA族Ga元素替代相应的In元素而形成的四元化合物。鉴于添加Ga元素后能适度调宽材料的带隙,使电池的开路电压得到提高,因此,近年来CIGS反而比CIS更受关注。本文中描述的CIGS和CIS将具有同等意义。单晶硅、多晶硅以及非晶硅属于元素半导体材料,尤其单晶硅,在电子、信息科学领域占据着不可撼动的地位,作为硅太阳电池,只是它诸多的重要应用之一。与硅系太阳电池在材料性质上有所不同的是,CIGS属于化合物半导体范畴。固体物理学的单晶硅金刚石型晶体结构和CIGS黄铜矿型晶体结构如图1所示。

图1::晶硅金刚石结构和CIGS黄铜矿结构

太阳电池的基本原理是光生伏特效应:光照下,pn结处的内建电场使产生的非平衡载流子向空间电荷区两端漂移,产生光生电势,与外路连接便产生电流单结CIGS薄膜太阳电池的基本结构由衬底、背电极层、吸收层、缓冲层、窗口层、减反层、电极层组成。典型的CIGS薄膜太阳电池的结构为:Glass/Mo/CIGS/ZnS/i-ZnO/ZAO/MgF2,如图2所示。

图2

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