【摘 要】
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溶液法制备Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳能电池可以降低其制备成本,提高原料利用率,从而提升CIGS电池在光伏市场的竞争力.近年来基于液相法制备的CIGS电池也取得了快速发展并获得了17.3％的转换效率,然而与真空法相比仍有一定的差距.为了提升溶液法制备的CIGS器件性能,本研究课题组近年来在提升CIGS吸收层质量、钝化CIGS/CdS界面缺陷和优化界面能带等方面展开了系列研究工作：1
【出 处】
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第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
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溶液法制备Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳能电池可以降低其制备成本,提高原料利用率,从而提升CIGS电池在光伏市场的竞争力.近年来基于液相法制备的CIGS电池也取得了快速发展并获得了17.3％的转换效率,然而与真空法相比仍有一定的差距.为了提升溶液法制备的CIGS器件性能,本研究课题组近年来在提升CIGS吸收层质量、钝化CIGS/CdS界面缺陷和优化界面能带等方面展开了系列研究工作：1.Ag掺杂CIGS：通过在CIGS吸收层中掺杂少量的Ag可以降低吸收层结晶温度,从而在较低的硒化温度下制备出大晶贯穿的高质量CIGS吸收层.同时由于Ag的引入可以有效降低CIGS吸收层中的InCu深能级缺陷,减少载流子体相复合.基于Ag掺杂策略,我们将CGIS器件效率从12.18％提升至15.82％.2.CIGS表面硫化：本研究工作中我们采用了一种简单有效的硫代乙酰氨(TA)表面硫化策略来钝化CIGS表面的VSe和VSe-VCu等缺陷.在300℃下TA可以分解产生H2S,在此温度下既能保证较高的S活性,有效钝化表面相关缺陷.又能有效控制表面硫化程度.实验结果表明S主要分布在吸收层表面,表面S含量也可以通过控制TA溶液溶度有效调节.物理测试表征证明表面硫化可以降低载流子在CIGS/CdS界面复合并促进载流子分离.通过表面硫化获得了转换效率为15.25％的CIGS器件.3.表面有序缺陷化合物(OVC)构筑：我们设计了一种在吸收层表面沉积贫铜CIGS化合物的方式,通过控制硒化温度和有意改变顶层和体相前驱体溶液中的Cu/(In+Ga)化学计量,实现了CIGS表面OVC相的可控制备.表面OVC相提升CIGS电池效率的原因主要来源于以下几点：(1) OVC相降低CIGS表面的价带能级位置,形成空穴往缓冲层传输的势垒,抑制载流子在CIGS/CdS的复合.(2) OVC相的形成可以有效降低界面的缺陷浓度.(3) OVC相可以促进载流子的分离和搜集.通过优化OVC相含量,我们制备出效率为16.39％的CIGS太阳能电池.
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