【摘 要】
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Cu（In,Ga） Se2（CIGS）薄膜太阳能电池目前普遍采用具有In,Ga元素梯度的吸收层薄膜,这是由于吸收层中金属元素的梯度分布,使得吸收层形成梯度带隙结构,该结构会降低吸收层体内以及
【机 构】
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北京有色金属研究总院国家有色金属新能源材料与制品工程技术研究中心,北京市有色金属新能源基础制品工程技术研究中心,北京100088;中国电子科技集团公司第二十九研究所,四川成都,610036
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Cu（In,Ga） Se2（CIGS）薄膜太阳能电池目前普遍采用具有In,Ga元素梯度的吸收层薄膜,这是由于吸收层中金属元素的梯度分布,使得吸收层形成梯度带隙结构,该结构会降低吸收层体内以及界面处的载流子再复合速率,有效提高电池的短路电流（Jsc）,同时,宽带隙结构也有利于提升开路电压（Voc）。Cu2ZnSnS4（CZTS）是CIGS的优选替代材料,且CZTS薄膜电池与CIGS具有相似的结构,所以构建梯度结构可作为优化CZTS电池性能的有效手段,但是目前具有元素梯度的CZTS薄膜太阳能电池的报道仍极为匮乏。已有研究表明,CZTS的晶体结构对化学计量比有一定的容忍性,CZTS中金属元素含量的变化能影响材料的禁带宽度,这为梯度带隙结构CZTS薄膜的制备提供了可能性。鉴于此,本研究采用共溅射技术,通过控制靶材的溅射功率渐变来实现薄膜中金属元素的梯度分布,最终制备出具有元素梯度的CZTS吸收层薄膜。整个过程既不引入额外元素,工艺又相对简单可控,具有较强的可行性。
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