《cigs太陽(yáng)電池》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 隙，以避免吸收過多的太陽(yáng)光 緩 沖 層 CdS ?CdS材料基本性質(zhì) 晶體結(jié)構(gòu)： 閃鋅礦（立方）和纖鋅礦（六方）結(jié)構(gòu)， 室溫下六方相處于穩(wěn)定 狀態(tài)， 而立方相處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，在一定條件下兩者可相互轉(zhuǎn)化 光學(xué)性質(zhì)：兩種結(jié)構(gòu) CdS禁帶寬度有所差別，相對(duì)穩(wěn)定的六方相 CdS為 電學(xué)性質(zhì)： N型材料， 電阻非常高，所以電池中一般僅需 50nm左右，過厚將 會(huì)導(dǎo)致電池效率的降低 ?CdS制備方法：化學(xué)水浴法（ CBD） ● 可制備出既薄又致密而且無針孔的CdS ● CBD中， 氨水可溶解 CIGS表面的氧化 物，起到清潔表面作用 ● Cd2+可與 CIGS反應(yīng)生成 CdSe并向貧 銅表面擴(kuò)散，形成 CdCu施主， 修復(fù) CIGS 表面 ● 缺陷 沉積溫度低且工藝簡(jiǎn)單廉價(jià) 電 窗口 層 ZnO及 ZnO:A（ ZAO） ?窗口層作用與要求 ● 兩方面功能： 一是與 P型 CIGS構(gòu)成異質(zhì)結(jié)，二是與頂極一起輸出電流 ● 異質(zhì)結(jié) N型層： 應(yīng)有較小少子壽命和合適費(fèi)米能級(jí)位置 ● 表面導(dǎo)電層： 有較高電導(dǎo)率和光透過率 ● 高、低阻兩層： 高阻本征氧化鋅 (iZnO)和低阻摻鋁氧化鋅 (ZAO) ? ZnO（ ZAO）的基本性質(zhì) 晶體結(jié)構(gòu)： 與 CdS一樣，屬于纖鋅礦（六方）結(jié)構(gòu)，故有晶格良好匹配 ● 光學(xué)性質(zhì)： 直接帶隙材料，禁帶寬度為為 ● 電學(xué)性質(zhì)： N型材料， 電阻率非常高 ()，所以一般僅需 50nm 左右，過厚將會(huì)導(dǎo)致電池效率的降低 ● 摻鋁 ZnO： ZAO電阻率約 104Ω 磁控 濺 射法 ● 制備 三靶磁控濺射系統(tǒng)共濺： 靶材： Cu9In11 與 Cu10Ga10 工作氣壓： ● 高溫硒化 真空或氬氣環(huán)境下 Se高溫蒸發(fā)。 去離子水超聲，高壓氮?dú)獯蹈伞? 磁控 濺 射法 工藝 : 沉積預(yù)制層后硒化退火處理 優(yōu)點(diǎn)：易于精確控制薄膜中各元素的化學(xué)計(jì)量比、膜厚和成分的均勻分 布，已成為目前產(chǎn)業(yè)化首選工藝 缺點(diǎn)： Ga含量及分布不易控制，很難形成雙層梯度結(jié)構(gòu) 單位： 日本的昭和殼牌、本田（ 金屬預(yù)制層）；美國(guó) Daystar等（ CIGS 預(yù)制層） 磁控 濺 射法 ?制法名稱 :濺射后硒化法 ● 襯底選擇和清洗 襯底選擇 : 平整；低雜質(zhì)濃度；導(dǎo)熱系數(shù)稍大于 CIG。如同外加雜質(zhì)一樣影響材料的導(dǎo)電特性CuInSe2甚至可直接由其化學(xué)組成的調(diào)變得到 P型 Cu比例大或 N型 In比例大 不同的導(dǎo)電形式而不必藉助外加雜質(zhì)。 n型材料在較高 Se蒸 氣壓下退火變?yōu)?p型傳導(dǎo) 。 CuIn1xGaxSe2電池可在 Cu/In+Ga=。 CIGS太陽(yáng)電池工作原理 原理 ：陽(yáng)光照在電池表面，穿過頂電極，緩沖層，被銅銦鎵硒吸收產(chǎn)生載流子，在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下吸收層接近硫化鎘區(qū)域，不同電荷的載流子分離，負(fù)電荷走向頂電極，正電荷走向背電極，由此，太陽(yáng)能便源源不斷的轉(zhuǎn)化為可供我們使用的電能，之所以具有較高的效率是因?yàn)殂~銦鎵硒材料對(duì)太陽(yáng)光的吸收能力極強(qiáng)。 AZnO窗口層： 濺鍍上 AZnO 作為透明導(dǎo)電層窗口。 ntype半導(dǎo)體 CdS層： 降低帶隙的不連續(xù)性，緩沖晶格不匹配問題，幫助電子有效傳導(dǎo)。 背電極（鉬 (Mo)導(dǎo)電層）： 基材上會(huì)濺鍍一層 ~ 的 Mo 背電極以利于空穴傳導(dǎo)。顯然，原料的珍稀實(shí)際上已經(jīng)提前判定 CIS和 CIGS今
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