5化学水浴法制备CIGS薄膜太阳电池缓冲层CdS薄膜的研究ppt课件

1、化学水浴法制备化学水浴法制备CIGS薄膜太阳电池薄膜太阳电池缓冲层缓冲层CdS薄膜的研究薄膜的研究曹章轶曹章轶上海空间电源研究所上海空间电源研究所20192019年年1111月月1919日日 光伏中心，曹章轶光伏中心，曹章轶报告提纲报告提纲一、研究背景一、研究背景二、研究内容二、研究内容三、在两种溶液体系中制备三、在两种溶液体系中制备CdS薄膜的研究薄膜的研究四、在柔性衬底四、在柔性衬底CIGS太阳电池中的应用太阳电池中的应用五、结论五、结论光伏中心，曹章轶光伏中心，曹章轶一、研究背景一、研究背景缓冲层缓冲层Soda-lime glassCu(In,Ga)Se2MoZnO/ZnO:Al Ni/

2、AlNi/AlCu(In,Ga)Se2Cu(In,Ga)Se2太阳电池的结构示太阳电池的结构示意图意图CdS溶液体系：溶液体系：氯化镉体系氯化镉体系碘化镉体系碘化镉体系醋酸镉体系醋酸镉体系硫酸镉体系硫酸镉体系光伏中心，曹章轶光伏中心，曹章轶二、研究内容二、研究内容在醋酸镉溶液体系和硫酸镉溶液体系中采用化学水浴法沉在醋酸镉溶液体系和硫酸镉溶液体系中采用化学水浴法沉积积CdS薄膜，对薄膜，对CdS薄膜的表面形貌、晶体结构、光透过薄膜的表面形貌、晶体结构、光透过率和成份等特性进行研究。率和成份等特性进行研究。两种溶液体系中沉积的两种溶液体系中沉积的CdS薄膜分别应用于聚酰亚胺衬底薄膜分别应用于聚酰亚

3、胺衬底CIGS薄膜太阳电池。薄膜太阳电池。 光伏中心，曹章轶光伏中心，曹章轶三、在两种溶液体系中制备三、在两种溶液体系中制备CdS薄膜的研究薄膜的研究实实验验参参数数醋酸镉体系醋酸镉体系硫酸镉体系硫酸镉体系镉盐镉盐1mM1.5mM硫脲硫脲7.5mM75mM氨水氨水0.6M1.2M铵盐铵盐1.5mM/温度温度7060时间时间15min7min光伏中心，曹章轶光伏中心，曹章轶两种溶液体系下沉积薄膜的两种溶液体系下沉积薄膜的FESEMFESEM图图(a) (a) 醋酸镉体系、醋酸镉体系、(b) (b) 硫酸镉体系硫酸镉体系三、在两种溶液体系中制备三、在两种溶液体系中制备CdS薄膜的研究薄膜的研究光伏

4、中心，曹章轶光伏中心，曹章轶两种溶液体系下沉积薄膜的两种溶液体系下沉积薄膜的AFMAFM图图(a) (a) 醋酸镉体系、醋酸镉体系、(b) (b) 硫酸镉体系硫酸镉体系三、在两种溶液体系中制备三、在两种溶液体系中制备CdS薄膜的研究薄膜的研究光伏中心，曹章轶光伏中心，曹章轶薄膜为n型半导体。一般认为若S/Cd原子比在0.850.95之间， 则CdS薄膜的电阻率在104cm105cm， 方块电阻大约为109/1010/。醋酸镉体系醋酸镉体系硫酸镉体系硫酸镉体系S/Cd原子比原子比0.94630.9451三、在两种溶液体系中制备三、在两种溶液体系中制备CdS薄膜的研究薄膜的研究光伏中心，曹章轶光伏

5、中心，曹章轶两种溶液体系下沉积薄膜的两种溶液体系下沉积薄膜的XRDXRD图谱图谱(a) (a) 醋酸镉体系、醋酸镉体系、(b) (b) 硫酸镉体系硫酸镉体系三、在两种溶液体系中制备三、在两种溶液体系中制备CdS薄膜的研究薄膜的研究光伏中心，曹章轶光伏中心，曹章轶两种溶液体系下沉积薄膜的光透过两种溶液体系下沉积薄膜的光透过率与光波长之间的关系率与光波长之间的关系(a) (a) 醋酸镉体系、醋酸镉体系、(b) (b) 硫酸镉体系硫酸镉体系两种溶液体系下沉积薄膜的两种溶液体系下沉积薄膜的(h)2-h(h)2-h的关系图的关系图(a) (a) 醋酸镉体系、醋酸镉体系、(b) (b) 硫酸镉体系硫酸镉体

6、系 在波长大于在波长大于550nm时有较高的透过率；在波长小于时有较高的透过率；在波长小于550nm时，透过率急剧下降。时，透过率急剧下降。在长波区域，醋酸镉溶液体系下沉积的在长波区域，醋酸镉溶液体系下沉积的CdS薄膜的透过率略高。薄膜的透过率略高。 CdS薄膜的禁带宽度值：薄膜的禁带宽度值：2.24eV醋酸镉体系和醋酸镉体系和2.35eV硫酸镉体系）。硫酸镉体系）。三、在两种溶液体系中制备三、在两种溶液体系中制备CdS薄膜的研究薄膜的研究光伏中心，曹章轶光伏中心，曹章轶四、在柔性衬底四、在柔性衬底CIGS太阳电池中的应用太阳电池中的应用CIGSCIGS电池的电池的I-VI-V曲线，缓冲层曲线

7、，缓冲层CdSCdS薄膜分别为薄膜分别为(a) (a) 醋酸镉体系和醋酸镉体系和(b) (b) 硫酸镉体系硫酸镉体系中沉积中沉积0.64cm20.64cm2，AM0AM0，25 25 ）CdS薄膜薄膜Effi.Voc (mV)Jsc (mA/cm2)FF醋酸镉溶液体系醋酸镉溶液体系6.42509350.49硫酸镉溶液体系硫酸镉溶液体系6.3550633.60.51光伏中心，曹章轶光伏中心，曹章轶五、结论五、结论在醋酸镉溶液体系和硫酸镉溶液体系中在醋酸镉溶液体系和硫酸镉溶液体系中CBD法沉积法沉积CdS薄膜。薄膜的薄膜。薄膜的厚度为厚度为60nm，无微孔排列致密，光透过率高，无微孔排列致密，光透过率高，S/Cd原子比约为原子比约为0.94。相对而言，醋酸镉溶液体系沉积的相对而言，醋酸镉溶液体系沉积的CdS薄膜的择优生长更明显，薄膜薄膜的择优生长更明显，薄膜表面的白色沉淀颗粒较少，禁带宽度较小。表面的白色沉淀颗粒较少，禁带宽度较小。采用两种溶液体系中沉积的采用两种溶液体系中沉积的CdS薄膜作为