CIGS太阳能电池缓冲层ZnS薄膜的制备与表征

《铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池吸收层的制备及其性能调控》篇一一、引言随着能源需求和环境压力的不断增长，寻找和开发清洁的可再生能源已经成为现代科技的重要方向。

而薄膜太阳能电池作为新型的能源转换技术，具有广阔的应用前景。

其中，铜锌锡硫硒（CZTSSe）薄膜太阳能电池因其材料来源广泛、成本低廉、高效率等优点备受关注。

本文将重点介绍铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池吸收层的制备过程以及性能调控的方法。

二、吸收层制备方法1. 材料选择与预处理首先，需要选择合适的铜、锌、锡、硫和硒等元素的前驱体材料。

这些材料需要经过严格的筛选和预处理，以确保其纯度和活性。

预处理过程包括材料的清洗、干燥和研磨等步骤。

2. 制备工艺（1）溶胶-凝胶法：通过将前驱体材料溶解在有机溶剂中，形成均匀的溶胶，然后通过热处理过程转化为凝胶，最后进行烧结处理得到CZTSSe吸收层。

（2）真空蒸发法：在真空环境下，通过加热使各元素分别蒸发，然后在基底上通过控制蒸发速率和温度等参数，形成均匀的CZTSSe薄膜。

（3）溅射法：利用高能粒子轰击靶材，使靶材中的元素溅射出来并沉积在基底上，形成CZTSSe薄膜。

三、性能调控方法1. 成分调控通过调整铜、锌、锡、硫和硒等元素的配比，可以优化CZTSSe吸收层的性能。

不同元素的配比会影响薄膜的电学性能、光学性能以及稳定性等。

2. 结构调控通过控制制备过程中的温度、压力、时间等参数，可以调整CZTSSe薄膜的结晶度、晶粒大小以及孔隙率等结构参数，从而影响其性能。

此外，还可以通过引入纳米结构、异质结构等手段进一步提高薄膜的性能。

3. 掺杂与表面处理掺杂其他元素可以改善CZTSSe薄膜的导电性能和光吸收性能。

同时，对薄膜表面进行适当的处理，如化学浴沉积、等离子体处理等，可以提高薄膜的附着力和表面粗糙度，从而进一步提高其性能。

四、实验结果与性能分析通过对比不同制备方法和性能调控手段下的CZTSSe薄膜太阳能电池的效率、稳定性等性能指标，可以发现：适当的成分调控和结构调控可以有效提高CZTSSe薄膜太阳能电池的效率；掺杂与表面处理可以进一步提高薄膜的附着力和光吸收性能；溶胶-凝胶法、真空蒸发法和溅射法等制备方法各有优劣，需要根据实际需求选择合适的制备方法。

第36卷第1期2008年2月福州大学学报(自然科学版)Journal of Fuzhou University(Natural Science)Vol.36No.1Feb.2008文章编号:1000-2243(2008)01-0073-04 ZnS薄膜的电沉积及表征翁晴1,程树英1,2(1.福州大学食品安全分析与检测教育部重点实验室化学化工学院,福建福州　350002;2.福州大学物理与信息工程学院,福建福州　350002)摘要:利用恒电位电沉积技术实现在I T O导电玻璃上沉积ZnS薄膜,用X射线粉末衍射、扫描电镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱对制得的薄膜进行了研究.实验表明,用该方法制得的薄膜样品的主要成分是α-ZnS,薄膜表面均匀、致密和平整,平均粗糙度为3.112n m,颗粒的粒径大约为50～100n m.该薄膜中Zn原子和S原子化合价分别为+2价和-2价,原子个数比接近于1∶1,没有探测到单质元素(Zn或S)沉积.关键词:ZnS薄膜;电沉积;XRD;SE M;AF M;XPS中图分类号:O484文献标识码:AElectrodepositi on and character i za ti on of ZnS th i n f il m sW E NG Q ing1,CHE NG Shu-ying1,2(1.M inistry of Educati on Key Laborat ory of Analysis and Detecti on Technol ogy for Food Safety,College of Che m istryand Che m ical Engineering,Fuzhou University,Fuzhou,Fujian350002,China;2.College of Physics and I nfor mati on En2 gineering,Fuzhou University,Fuzhou,Fujian350002,China)Abstract:The ZnS fil m s were deposited on I T O by using constant-potential electr o-depositi on,and were studied by using X-ray diffracti on(XRD),scan electr on m icr oscope(SE M),at om ic f orce m icr o2 scope(AF M)and X-ray phot oelectr on s pectr oscopy(XPS)techniques.It is p r oved that the dom ina2 ting compositi on of the thin fil m s is the compound ofα-ZnS,the ZnS fil m s are unif or m,dense and s mooth;the average r oughness is3.112n m,the dia meter of granule is about50～100n m.I n the ZnS fil m s,Zn is in the oxidati on state+2,and S is in the reducti on state-2.The at om ic rati o of Zn/S is nearly1∶1,and the depositi on of single ele ment Zn or S has not been detected in the ZnS fil m s.Keywords:ZnS fil m;electr o depositi on;XRD;SE M;AF M;XPS在太阳能薄膜电池中应用最广泛的缓冲层材料是CdSe和CdS[1],但是在制备CdSe和CdS缓冲层的过程中会产生大量的含Cd废水,对环境产生极大的污染,而且对太阳能电池的回收处理比较困难.因此,近几年以来人们致力于研究不含Cd的缓冲层.现已发现可以利用ZnS来代替CdSe和CdS充当缓冲层材料[2,3].ZnS对太阳光基本不吸收,而且ZnS的禁带宽度为3.5～3.7e V[4]比CdS的2.4e V[5]更宽,这样可以使更多的高能量光子被传送到电极上,提高电池光电转换效率.为了不同的目的,人们采用各种方法制备并研究ZnS薄膜[6-10],利用电沉积制备ZnS薄膜的报道并不多[11],并且电沉积法具有工艺简单、成本低廉且适用于大面积制备等优点.本文利用恒电位沉积的方法在I T O导电玻璃上电沉积ZnS薄膜,研究其物相结构、表面形貌、化学成分和价态.1　实验部分仪器.CH I660B电化学工作站(上海辰华仪器公司).采用三电极系统,铂电极为对电极(阳极),饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,I T O(I ndiu m Tin Oxide)导电玻璃基片为工作电极(阴极);X’Pert-MP D X 射线衍射仪;Phili p s XL30ESE M环境扫描电镜(SE M);Veeco D i m ensi on3000原子力显微镜(AF M);Escal2 ab220-I XL(VG Scientific,UK)X射线光电子能谱仪(XPS):真空度小于2×10-7Pa,源功率:120W,收稿日期:2007-05-08作者简介:翁晴(1981-),女,硕士研究生;通讯联系人:程树英,教授.基金项目:福建省自然科学基金资助项目(2006J0032);科技三项项目(2006F5062)福州大学学报(自然科学版)第36卷单色A l Kα源1486.6e V,光斑直径大小为1mm ,通能:100e V (宽扫描),20e V (窄扫描);K Q -50E 型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司).试剂.ZnS O 4,Na 2S 2O 3,丙酮,无水乙醇,均为分析纯.I T O 导电玻璃基片的清洗.丙酮超声清洗20m in →无水乙醇超声清洗20m in →去离子水超声清洗20m in →无尘纸擦干.样品的制备.沉积溶液为100mL 含有0.03mol/L 的ZnS O 4和0.45mol/L 的Na 2S 2O 3混合溶液,向混合溶液中添加稀硫酸调节溶液pH =2.5,控制沉积电位E =-1.0V (vs .S CE ),沉积时间t =1.5h,制得ZnS 薄膜.2　结果与讨论2.1　物相和结构分析图1是一个典型ZnS 薄膜样品的X 射线粉末衍射谱图(Cu 靶,Kα辐射).从图中可以看出:在2θ=25°～60°扫描范围内,有7个较明显的峰,所有衍射峰的峰位都与卡号为JCP DS72-163的标准ZnS 的衍射峰基本吻合,说明所得样品是α-ZnS 薄膜.2.2　表面形貌分析用扫描电镜(SE M )和原子力显微镜(AF M )观察薄膜的表面形貌和颗粒大小.用恒电位电沉积方法制备的ZnS 薄膜都比较均匀、致密、光滑.图2是ZnS 薄膜样品放大倍数为4×104倍的SE M 图片,可看出薄膜具有良好的均匀性和致密性,颗粒比较小.图3是其AF M 图片,可得出颗粒的平均粗糙度为3.112n m ,粒径大约为50～100n m.・47・第1期翁晴,等:ZnS 薄膜的电沉积及表征2.3　XPS 分析图4　ZnS 薄膜样品的X 射线光电子能谱全谱图Fig .4　XPS wide s pectru m of the ZnS fil m 用X 射线光电子能谱仪来分析薄膜中的元素成分和化学价态.图4为ZnS 薄膜样品的X 射线光电子能谱全谱图,从图中可以看出样品表面所含各元素的X 射线光电子能谱峰:Zn 2p1、Zn2p3、I n 3p1、I n 3p3、O 1s 、Zn L MM 、Zn L MM 、I n3d5、C 1s 、S 2s 、S 2p3、Zn 3s 、Zn 3p 和Zn 3d,其中C 、O 为样品表面暴露于大气后的污染元素,I n来自于I T O 导电玻璃,因为样品是电沉积在I T O 导电玻璃上,可能由于沉积的ZnS 薄膜比较薄,把I T O 中的I n 也检测出来;Zn L MM 是Zn 的俄歇电子能谱峰.图5为元素Zn 、S 、I n 、C 和O 的精细谱线图.总的来说,样品表面除了C 、O 玷污以外,没有探测到其它单质元素.根据X 射线光电子能谱手册[12],单质硫的2p3电子束缚能为163.6～164.1e V ,S O 2中+4价态S 的2p3电子束缚能为167～168e V ,ZnS 中-2价态S 的2p3电子束缚能为161.2～162e V,ZnS 中Zn 的2p3电子束缚能为1022.2～1022.8e V.对照图5,ZnS 薄膜中Zn 的2p3电子束缚能为1022.50e V,S 的2p3图5　Zn 、S 、I n 、C 和O 元素精细谱线图Fig .5　Corres ponding t7575o fine s pectra of Zn 、S 、I n 、C and O ele ment・57・福州大学学报(自然科学版)第36卷电子束缚能为161.93e V,与标准值基本吻合,因此可以说明ZnS 薄膜中Zn 原子基本上是以+2价的形式存在,S 原子基本上是以-2价的形式存在.表1总结了ZnS 薄膜样品表面各元素的XPS 峰值位置以及Zn 、S 元素的相对含量分析结果.根据表1可以知道,Zn 和S 的原子个数比接近于1∶1,符合ZnS 的化学计量比.表1　ZnS 薄膜表面各元素的XPS 实验分析结果Tab .1　XPS results of the ZnS f il m 元素峰E /e V w /%元素峰E /eV w /%Zn 2p31022.5011.827I n 3d5443.590.375O 1s531.9824.243C 1s 286.483.172O 1s529.980.994C 1s 285.0839.072I n 3d5445.247.388S 2p3161.9312.9293　结语利用恒电位电沉积的方法在I T O 上制得的薄膜主要成分是α-ZnS,薄膜均匀、致密和平整,平均粗糙度为3.112n m ,颗粒的粒径大约为50～100nm .该薄膜中Zn 原子和S 原子化合价分别为+2价和-2价,原子个数比接近于1∶1,没有探测到单质元素(Zn 或S )沉积.参考文献:[1]Giardini A,Ambrico M ,S maldone D,et a l .Structural and op tical p r operties of Ⅱ-Ⅵthin film s and Ⅱ-Ⅵmultilayered structures gr own on sili on by laser ablati on[J ].Materials Science and Engineering,1997(43):102-107.[2]Kundu S,O lsen L C .Che m ical bath deposited zinc sulfide buffer layers f or copper indiu m galliu m sulfur -selenide s olar cellsand device analysis[J ].Thin Solid Fil m s,2005(471):298-303.[3]O ladeji IO,Chow L.A study of the effects of a mmoniu m salts on che m ical bath deposited zinc sulfide thin fil m s[J ].Thin SolidFil m 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cigs薄膜太阳能电池生产流程英文回答：CIGS Thin Film Solar Cell Manufacturing Process.CIGS (Copper Indium Gallium Selenide) thin film solar cells are a type of photovoltaic cell that convertssunlight into electricity. They are made of a thin layer of CIGS material deposited on a substrate, typically glass or metal. CIGS solar cells are lightweight, flexible, and efficient, making them a promising technology for widespread use in solar energy applications.The manufacturing process of CIGS thin film solar cells involves several steps:1. Substrate preparation: The substrate is cleaned and prepared to receive the CIGS layer. This may involve etching or other surface treatments.2. CIGS deposition: The CIGS layer is deposited using a variety of techniques, including physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), and sputtering.3. Buffer layer deposition: A buffer layer is deposited on top of the CIGS layer. This layer helps to protect the CIGS layer from oxidation and other environmental factors.4. Front contact deposition: A front contact is deposited on top of the buffer layer. This contact collects the electricity generated by the solar cell.5. Back contact deposition: A back contact is deposited on the back of the substrate. This contact provides a path for the electricity to flow out of the solar cell.6. Encapsulation: The solar cell is encapsulated in a protective material, such as glass or plastic. This protects the solar cell from the elements and ensures its long-term durability.CIGS thin film solar cells are a promising technologyfor widespread use in solar energy applications. They are lightweight, flexible, and efficient, and they can be manufactured at a relatively low cost. As the technology continues to develop, CIGS solar cells are likely to become increasingly competitive with other types of solar cells.中文回答：CIGS 薄膜太阳能电池生产流程。

铜铟镓硒太阳能电池和半导体器件的制备与性能优化铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池作为一种高效的薄膜光伏材料，在可再生能源领域备受关注。

本文将介绍CIGS太阳能电池和半导体器件的制备过程，并探讨如何优化其性能。

1. CIGS太阳能电池的制备过程CIGS太阳能电池的制备主要包括以下几个步骤：1.1 基板清洗首先，将玻璃或复合金属基板进行清洗，以去除表面的杂质和污染物，确保接下来的制备过程中获得干净的基板。

1.2 氧化层制备在基板表面形成适当的氧化层，常用的方法有热氧化和物理气相沉积（PECVD）。

氧化层的形成可以增强材料的吸附性能和界面结合强度。

1.3 材料沉积将铜、铟和镓等金属元素以适当的比例沉积在氧化层上，形成CIGS薄膜。

沉积方法主要有物理气相沉积、磁控溅射和蒸发等。

1.4 烧结和晶化通过高温处理使金属元素发生扩散和反应，形成CIGS晶体结构。

烧结和晶化过程中的温度和时间控制非常重要，它们直接影响到CIGS薄膜的结晶度和光电转换效率。

1.5 背电极制备在CIGS薄膜上沉积背电极，常用的材料是钼。

背电极起到电子收集和传输的作用，对太阳能电池的性能有重要影响。

1.6 正电极制备在背电极上制备透明导电氧化物层，例如氧化锌（ZnO）和氧化镓锌（IGZO）。

正电极的制备需要保证良好的透明性和导电性。

2. CIGS太阳能电池性能的优化为了提高CIGS太阳能电池的性能，可以从以下几个方面进行优化：2.1 材料组成和晶体结构调节CIGS薄膜中铜、铟、镓和硒的比例，以满足最佳的能带结构和光电转换效率。

此外，通过控制烧结和晶化条件，可以改善晶体结构和缺陷密度，提高载流子迁移性能。

2.2 光吸收层厚度CIGS薄膜的厚度对光吸收和载流子产生的效率有影响。

通过适当调整光吸收层的厚度，可以最大限度地充分吸收太阳能光子，提高光电转换效率。

2.3 界面和接触优化CIGS与背电极和正电极之间的界面和接触能够提高电子和空穴的收集效率。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池研究一、本文概述随着全球能源需求的日益增长，传统能源资源的枯竭和环境问题的日益严重，寻找清洁、可再生的能源已成为人类社会发展的迫切需求。

太阳能作为一种无限、无污染的可再生能源，越来越受到人们的关注。

铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池作为一种高效、低成本的太阳能电池技术，在近年来得到了广泛的研究和应用。

本文旨在全面深入地探讨铜铟镓硒薄膜太阳能电池的研究现状、发展趋势以及面临的挑战，以期为相关领域的研究者和技术人员提供有益的参考和启示。

本文将对铜铟镓硒薄膜太阳能电池的基本原理和性能特点进行详细介绍，以便读者对其有一个清晰的认识。

然后，本文将重点分析铜铟镓硒薄膜太阳能电池的研究进展，包括材料制备、结构设计、性能优化等方面，以及目前面临的主要问题和挑战。

在此基础上，本文将探讨铜铟镓硒薄膜太阳能电池的未来发展趋势，包括新型材料、新工艺、新技术等方面的研究和应用前景。

本文还将对铜铟镓硒薄膜太阳能电池在可再生能源领域的应用价值和前景进行展望，以期为推动该领域的发展提供有益的参考。

二、铜铟镓硒薄膜太阳能电池的基本原理与结构铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池是一种基于多元金属硫化物吸收层的光伏器件，具有高效、低成本和环境友好等特点。

CIGS太阳能电池的基本原理是光电效应，即太阳光照射到电池表面时，光子被吸收层中的金属硫化物吸收并激发出电子-空穴对，这些载流子在电池内部电场的作用下分离并收集，从而产生光生电流。

透明导电层：通常采用氟掺杂氧化锡（FTO）或铟锡氧化物（ITO）等透明导电材料，用于收集光生电子并传输到外电路。

CIGS吸收层：是电池的核心部分，由铜、铟、镓和硒等元素组成的多元金属硫化物，具有较宽的吸收光谱和较高的光电转换效率。

缓冲层：位于CIGS吸收层与透明导电层之间，通常采用硫化镉（CdS）或硫化锌（ZnS）等材料，用于减少界面复合和提高电池性能。

金属背电极：通常采用铝（Al）或银（Ag）等金属材料，用于收集光生空穴并传输到外电路。

《太阳能电池缓冲层与CZTSSe吸收层的制备及性能》篇一一、引言随着全球对可再生能源的日益关注，太阳能电池已成为最具潜力的能源转换技术之一。

太阳能电池的核心部分包括吸收层和缓冲层，其性能直接决定了太阳能电池的效率。

本文将重点探讨太阳能电池中CZTSSe吸收层与缓冲层的制备方法及其性能研究。

二、太阳能电池概述太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备。

其核心部分包括吸收层和缓冲层。

吸收层主要负责对太阳光的吸收，而缓冲层则起到减少界面缺陷、提高电子和空穴的传输效率的作用。

CZTSSe（铜锌锡硫硒）材料因其具有较高的光吸收系数和适宜的能带结构，被广泛应用于太阳能电池的吸收层。

三、CZTSSe吸收层的制备CZTSSe吸收层的制备主要采用化学浴沉积法、共蒸发法等方法。

其中，共蒸发法因其能精确控制各组分比例、制备大面积薄膜等优点，成为目前研究热点。

在共蒸发过程中，通过控制蒸发速率、温度等参数，可得到具有良好结晶性能的CZTSSe薄膜。

四、缓冲层的制备缓冲层的主要作用是减少界面缺陷，提高电子和空穴的传输效率。

目前，常用的缓冲层材料包括CdS、i-ZnO等。

其中，i-ZnO因其具有较高的电子迁移率和良好的稳定性，成为一种优秀的缓冲层材料。

其制备方法主要包括溶胶-凝胶法、磁控溅射法等。

五、性能研究（一）吸收层性能CZTSSe吸收层的主要性能参数包括光吸收系数、能带结构、电导率等。

通过优化制备工艺，可得到具有较高光吸收系数和适宜能带结构的CZTSSe薄膜，从而提高太阳能电池的转换效率。

（二）缓冲层性能缓冲层的主要作用是减少界面缺陷，提高电子和空穴的传输效率。

因此，缓冲层的性能对太阳能电池的效率具有重要影响。

通过优化i-ZnO缓冲层的厚度、掺杂浓度等参数，可提高其电子迁移率和稳定性，从而提高太阳能电池的性能。

六、实验结果与分析通过对比不同制备方法、不同参数下的CZTSSe吸收层和i-ZnO缓冲层的性能，我们发现：共蒸发法制备的CZTSSe吸收层具有较高的光吸收系数和适宜的能带结构；而通过优化i-ZnO缓冲层的厚度和掺杂浓度，可显著提高其电子迁移率和稳定性。

《铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池吸收层的制备及其性能调控》篇一一、引言随着人类对可再生能源的依赖日益增加，薄膜太阳能电池成为了研究的重要领域。

在众多的太阳能电池材料中，铜锌锡硫硒（CZTSSe）薄膜材料以其资源丰富、环境友好和高效的能量转换率等特点备受关注。

本文将探讨CZTSSe薄膜太阳能电池吸收层的制备工艺以及性能调控的方法。

二、铜锌锡硫硒薄膜的制备1. 材料选择与预处理制备CZTSSe薄膜所需的材料主要包括铜、锌、锡、硫和硒等元素。

首先，需将原材料进行精细的研磨和清洗，去除杂质，保证原材料的纯度。

2. 制备方法CZTSSe薄膜的制备主要采用真空蒸发法、共蒸发法、溅射法等。

其中，共蒸发法因其操作简便、成本低廉等优点被广泛应用。

在共蒸发过程中，将铜、锌、锡等金属元素与硫和硒元素分别置于蒸发源上，通过控制蒸发速率和温度，使各元素在基底上形成均匀的薄膜。

三、性能调控1. 掺杂调控通过在CZTSSe薄膜中掺入适量的其他元素（如镁、镉等），可以改变薄膜的能带结构和载流子浓度，从而优化其光电性能。

不同元素的掺杂比例和方式需要根据实验结果进行精确控制。

2. 厚度调控薄膜的厚度对太阳能电池的性能具有重要影响。

过厚或过薄的薄膜都可能导致太阳能电池的光电转换效率降低。

因此，通过控制蒸发时间和蒸发速率，可以制备出合适厚度的CZTSSe薄膜。

3. 表面处理对CZTSSe薄膜进行适当的表面处理，如退火处理、化学浴处理等，可以提高薄膜的结晶度和表面平整度，从而提高太阳能电池的光电性能。

四、性能测试与结果分析1. 测试方法对制备好的CZTSSe薄膜太阳能电池进行性能测试，包括光谱响应测试、电学性能测试、稳定性测试等。

通过这些测试，可以评估太阳能电池的光电转换效率、填充因子、开路电压等关键参数。

2. 结果分析根据测试结果，分析不同制备工艺和性能调控方法对CZTSSe薄膜太阳能电池性能的影响。

通过对比实验数据，找出最佳的制备工艺和性能调控方案，为进一步提高CZTSSe薄膜太阳能电池的性能提供指导。

cigs工艺流程CIGS（铜铟镓硒）是一种薄膜太阳能电池技术，具有高能量转换效率和较低的制造成本。

下面将介绍CIGS薄膜太阳能电池的工艺流程。

首先，制备CIGS薄膜太阳能电池的基板。

常用的基板材料包括玻璃或不锈钢。

玻璃基板经过清洗和处理，以提高其表面的粗糙度和附着性。

不锈钢基板则需要抛光和处理，以消除杂质和缺陷。

接下来，制备CIGS吸光层。

首先，制备CIGS前驱液。

这需要将铜、铟和镓等金属混合在一起，并加入有机试剂和溶剂。

然后，将基板浸入CIGS前驱液中，使其吸附在基板上。

再经过烘干和退火等步骤，使得前驱液中的金属形成一个连续的CIGS吸光层。

然后，制备CIGS薄膜太阳能电池的缓冲层。

缓冲层常用的材料是二硫化钼（MoS2）或碲化镉（CdTe）。

这些材料可以提高电池的电子传导性和电荷分离效率。

将缓冲层材料通过物理或化学方法沉积在CIGS吸光层上。

接下来，制备CIGS薄膜太阳能电池的透明导电层。

透明导电层通常采用氧化锌（ZnO）或二氧化钛（TiO2）等材料。

这些材料具有良好的光透过性和电导性能。

透明导电层通常通过物理或化学方法在缓冲层上沉积。

然后，制备CIGS薄膜太阳能电池的反射层。

反射层的作用是反射光线，提高光吸收效率。

常用的反射层材料包括铝（Al）或银（Ag）。

通过物理或化学方法在透明导电层上沉积反射层。

最后，制备CIGS薄膜太阳能电池的金属电极。

金属电极常用的材料是铝（Al）或钼（Mo）。

通过物理或化学方法将金属电极沉积在反射层上。

完成以上步骤后，CIGS薄膜太阳能电池的制备工艺就基本完成了。

最后，需要对太阳能电池进行测试和调试，以确保其性能符合要求。

总的来说，CIGS薄膜太阳能电池的制备工艺包括制备基板、制备CIGS吸光层、制备缓冲层、制备透明导电层、制备反射层和制备金属电极。

这些步骤需要通过物理或化学方法进行材料的沉积和处理，以及烘干和退火等工艺步骤。

通过这些步骤和工艺，可以制备出高效、低成本的CIGS薄膜太阳能电池。

CIGS薄膜太阳能电池的研究及制备摘要：CuIn1-xGaxSe2（CIGS）薄膜太阳能电池以其效率高、稳定性强、耐辐射、耗材少等众多优点成为近些年太阳能电池领域的研究热点。

这种电池的性能主要由吸收层 CIGS薄膜的质量决定，目前其主要制备方法有：共蒸发法、金属预置层后硒化法、电沉积法和喷雾高温分解法等，然而由于 CIGS 薄膜结构复杂，结晶成膜要求条件较高，以共蒸发法和金属预制层后硒化法为主的制备方法还存在着各种各样的问题，阻碍了其产业化的进程。

本文利用磁控溅射方法制备了 CIGS 薄膜太阳能电池各层薄膜，研究了溅射的工艺参数以及退火温度对薄膜结构和各种性能的影响。

关键词：CIGS薄膜太阳能电池,磁控溅射,合金靶,固态硒源,硒化1 引言能源和环境是二十一世纪面临的两个重大问题，据估纠¨，以现在的能源消耗速度，可开采的石油资源将在几十年后耗尽，煤炭资源也只能供应人类使用约200年。

随着全球经济的发展，尤其是中国、印度等新兴国家经济的快速增长，整个世界正在以前所未有的速度消耗自然资源，这也是世界原油、煤炭价格飙升的一种基本因素。

2004年，世界一次能源消费构成中煤炭占27．2％、石油占36．8％、天然气23．7％、水电占6．2％、核电占6．1％；同期中国一次能源消费成中煤炭占69．0％、石油占22．3％、天然气占2．5％、水电占5．4％和核电占O．82％。

随着一次性能源走向枯竭；未来人类将无可选择地依赖太阳能、风能、核能等清洁能源；尤其是取之不尽的太阳能。

正因为如此，即便在成本高企的现状下世界各国政府依然未雨绸缪，在政策上给予大力的支持，推动光伏产业的高速发展。

因此，太阳能光伏发电成为了世界上各种能源中发展最快的能源之一，世界光伏产业在上世纪80年代至90年代中期，年平均年增长率为15％左右。

90年代后期，世界市场出现了供不应求的局面，发展更加迅速。

1997年世界太阳电池光伏组件生产达122MW(太阳能电池的峰值功率，通常可用Wp表示)，比1996年增长了38％，是4年前的2倍，是7年前的3倍，超过集成电路工业。

《太阳能电池缓冲层与CZTSSe吸收层的制备及性能》篇一一、引言随着环境问题日益严重，太阳能电池因其清洁、可再生和高效的能源利用特性而受到广泛关注。

在太阳能电池技术中，关键在于提升电池的能量转换效率以及减少生产成本的手段。

其中，缓冲层与吸收层作为太阳能电池的核心组成部分，其制备技术和性能对太阳能电池的总体性能具有决定性影响。

本文着重研究了太阳能电池的缓冲层与CZTSSe吸收层的制备工艺及其性能。

二、太阳能电池缓冲层的制备及性能（一）制备方法缓冲层的制备一般采用化学气相沉积法、物理气相沉积法以及原子层沉积法等。

在实验中，我们采用了原子层沉积法，该方法可以精确控制薄膜的厚度，并保证薄膜的均匀性和致密性。

（二）性能分析缓冲层的主要作用是减少界面缺陷，提高太阳能电池的稳定性和效率。

通过实验，我们发现采用原子层沉积法制备的缓冲层具有良好的致密性、均匀性和稳定性，能有效减少界面复合损失，提高太阳能电池的光电转换效率。

三、CZTSSe吸收层的制备及性能（一）制备方法CZTSSe吸收层的制备主要采用共蒸发法、溅射法等。

在实验中，我们选择了共蒸发法进行制备。

该方法可以精确控制各元素的化学计量比，从而获得高质量的CZTSSe薄膜。

（二）性能分析CZTSSe是一种新型的吸收层材料，具有高光吸收率、良好的光电性能和较低的材料成本等优点。

通过共蒸发法制备的CZTSSe吸收层具有较高的结晶质量和较好的光响应性能，能有效提高太阳能电池的光电转换效率和稳定性。

四、实验结果与讨论（一）实验结果通过实验，我们成功制备了具有良好性能的太阳能电池缓冲层和CZTSSe吸收层。

通过测试，我们发现太阳能电池的光电转换效率得到了显著提高。

（二）讨论1. 缓冲层的制备：原子层沉积法虽然能获得高质量的薄膜，但同时也存在着设备成本较高的问题。

在今后的研究中，我们可以尝试使用其他成本较低的制备方法，如化学气相沉积法等。

2. CZTSSe吸收层的制备：共蒸发法虽然能获得高质量的CZTSSe薄膜，但在制备过程中需要精确控制各元素的化学计量比。

专利名称：一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池缓冲层材料制备方法专利类型：发明专利
发明人：宋桂林,王天兴,杨海刚,夏存军,李超,李苗苗,尤天友,常方高
申请号：CN201110025997.2
申请日：20110119
公开号：CN102610690A
公开日：
20120725
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明所提供一种制备铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池缓冲层材料的方法，该方法特征是采用ZnS靶(源)和ZnO靶(源)通过磁控溅射制备ZnSO薄膜材料，具有工艺简单、薄膜沉积速率快、无污染、薄膜结晶性好等特点。

采用ZnSO薄膜材料作为CIGS薄膜太阳能电池的缓冲层材料，能够有效降低电池的制备成本、减少吸收层与缓冲层晶格失配率、提高其光电转化效率等。

申请人：河南师范大学
地址：453007 河南省新乡市建设路46号
国籍：CN
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