材料学专业优秀论文材料学专业优秀论文 CIASCIAS 薄膜光伏材料的研究薄膜光伏材料的研究关键词：关键词：CuSe2CuSe2 薄膜薄膜 硒化硒化 光伏材料光伏材料 CIASCIAS 薄膜薄膜 薄膜太阳能电池薄膜太阳能电池 制备工艺制备工艺摘要：近年来，CuInSe2 类薄膜太阳能电池以其较高的转换效率，较低的成本 以及较稳定的性能备受人们关注。而且其生产正趋于商业化，如何提高电池的 光电转换效率成为研究的关键，而吸收层 CIS 类材料正是影响电池光电转换效 率的关键因素。研究表明，通过掺杂第三或第四族元素可以增加 CuInSe2 的禁 带宽度（Eg）和太阳光谱的配合度得到更高的效率。由于 Al 的价格比较低廉， 用 Al 来部分的替代 In，不仅可获得较宽带系的合金层，改善 CuInSe2 类薄膜 太阳能电池的性能，而且还可以大大的降低成本，这也正是本实验研究用 Al 来 部分的代替 In，制备 Cu（In1-xAlx）Se2 多晶薄膜材料的意义所在。 本实 验使用 DMX-220A 型比较简单的常规小型镀膜设备，采用先沉积 In-Al-Cu 多层 膜预制层，后用自制的真空硒化退火装置来获得 Cu（In1-xAlx）Se2 多晶薄膜。 进而，对制得的样品用 X 射线衍射仪（XRD） 、扫描电镜（SEM） 、能谱仪（EDX） 、 四探针电阻测试仪、分光光度计等进行了检测，并对结果进行了分析。研究最 佳的制备工艺，并研究其中 Al 含量对薄膜形貌和结构的影响。 对薄膜制备 工艺研究表明：真空蒸发制备 In-Al-Cu 预制层后，在 500，退火 1h 的条件 下，用一步硒化退火法制备的薄膜质量较好。而且通过 SEM 和 XRD 微观形貌结 构分析发现，薄膜中 Al 的含量对薄膜的表面形貌和结构有一定的影响。 Al/q（In+Al）比例越大，越容易获得尺寸较小，分布比较均匀的晶粒。而且当 Al 的含量增加时，Cu（In1-xAlx）Se2 峰的位置会在更大的 2 处出现。同时 Al 含量对薄膜的方阻有一定的影响，Al 含量越高，方阻越大。Al 含量可以调 节薄膜的禁带宽度的大小。正由于 Cu（In1-xAlx）Se2 薄膜的这个特性，使其 在太阳能电池应用方面有着突出的地位。正文内容正文内容近年来，CuInSe2 类薄膜太阳能电池以其较高的转换效率，较低的成本以 及较稳定的性能备受人们关注。而且其生产正趋于商业化，如何提高电池的光 电转换效率成为研究的关键，而吸收层 CIS 类材料正是影响电池光电转换效率 的关键因素。研究表明，通过掺杂第三或第四族元素可以增加 CuInSe2 的禁带 宽度（Eg）和太阳光谱的配合度得到更高的效率。由于 Al 的价格比较低廉，用 Al 来部分的替代 In，不仅可获得较宽带系的合金层，改善 CuInSe2 类薄膜太阳 能电池的性能，而且还可以大大的降低成本，这也正是本实验研究用 Al 来部分 的代替 In，制备 Cu（In1-xAlx）Se2 多晶薄膜材料的意义所在。 本实验使 用 DMX-220A 型比较简单的常规小型镀膜设备，采用先沉积 In-Al-Cu 多层膜预 制层，后用自制的真空硒化退火装置来获得 Cu（In1-xAlx）Se2 多晶薄膜。进 而，对制得的样品用 X 射线衍射仪（XRD） 、扫描电镜（SEM） 、能谱仪（EDX） 、 四探针电阻测试仪、分光光度计等进行了检测，并对结果进行了分析。研究最 佳的制备工艺，并研究其中 Al 含量对薄膜形貌和结构的影响。 对薄膜制备 工艺研究表明：真空蒸发制备 In-Al-Cu 预制层后，在 500，退火 1h 的条件 下，用一步硒化退火法制备的薄膜质量较好。而且通过 SEM 和 XRD 微观形貌结 构分析发现，薄膜中 Al 的含量对薄膜的表面形貌和结构有一定的影响。 Al/q（In+Al）比例越大，越容易获得尺寸较小，分布比较均匀的晶粒。而且当 Al 的含量增加时，Cu（In1-xAlx）Se2 峰的位置会在更大的 2 处出现。同时 Al 含量对薄膜的方阻有一定的影响，Al 含量越高，方阻越大。Al 含量可以调 节薄膜的禁带宽度的大小。正由于 Cu（In1-xAlx）Se2 薄膜的这个特性，使其 在太阳能电池应用方面有着突出的地位。 近年来，CuInSe2 类薄膜太阳能电池以其较高的转换效率，较低的成本以及较 稳定的性能备受人们关注。而且其生产正趋于商业化，如何提高电池的光电转 换效率成为研究的关键，而吸收层 CIS 类材料正是影响电池光电转换效率的关 键因素。研究表明，通过掺杂第三或第四族元素可以增加 CuInSe2 的禁带宽度 （Eg）和太阳光谱的配合度得到更高的效率。由于 Al 的价格比较低廉，用 Al 来部分的替代 In，不仅可获得较宽带系的合金层，改善 CuInSe2 类薄膜太阳能 电池的性能，而且还可以大大的降低成本，这也正是本实验研究用 Al 来部分的 代替 In，制备 Cu（In1-xAlx）Se2 多晶薄膜材料的意义所在。 本实验使用 DMX-220A 型比较简单的常规小型镀膜设备，采用先沉积 In-Al-Cu 多层膜预制 层，后用自制的真空硒化退火装置来获得 Cu（In1-xAlx）Se2 多晶薄膜。进而， 对制得的样品用 X 射线衍射仪（XRD） 、扫描电镜（SEM） 、能谱仪（EDX） 、四探 针电阻测试仪、分光光度计等进行了检测，并对结果进行了分析。研究最佳的 制备工艺，并研究其中 Al 含量对薄膜形貌和结构的影响。 对薄膜制备工艺 研究表明：真空蒸发制备 In-Al-Cu 预制层后，在 500，退火 1h 的条件下， 用一步硒化退火法制备的薄膜质量较好。而且通过 SEM 和 XRD 微观形貌结构分 析发现，薄膜中 Al 的含量对薄膜的表面形貌和结构有一定的影响。 Al/q（In+Al）比例越大，越容易获得尺寸较小，分布比较均匀的晶粒。而且当 Al 的含量增加时，Cu（In1-xAlx）Se2 峰的位置会在更大的 2 处出现。同时 Al 含量对薄膜的方阻有一定的影响，Al 含量越高，方阻越大。Al 含量可以调 节薄膜的禁带宽度的大小。正由于 Cu（In1-xAlx）Se2 薄膜的这个特性，使其 在太阳能电池应用方面有着突出的地位。近年来，CuInSe2 类薄膜太阳能电池以其较高的转换效率，较低的成本以及较 稳定的性能备受人们关注。而且其生产正趋于商业化，如何提高电池的光电转 换效率成为研究的关键，而吸收层 CIS 类材料正是影响电池光电转换效率的关 键因素。研究表明，通过掺杂第三或第四族元素可以增加 CuInSe2 的禁带宽度 （Eg）和太阳光谱的配合度得到更高的效率。由于 Al 的价格比较低廉，用 Al 来部分的替代 In，不仅可获得较宽带系的合金层，改善 CuInSe2 类薄膜太阳能 电池的性能，而且还可以大大的降低成本，这也正是本实验研究用 Al 来部分的 代替 In，制备 Cu（In1-xAlx）Se2 多晶薄膜材料的意义所在。 本实验使用 DMX-220A 型比较简单的常规小型镀膜设备，采用先沉积 In-Al-Cu 多层膜预制 层，后用自制的真空硒化退火装置来获得 Cu（In1-xAlx）Se2 多晶薄膜。进而， 对制得的样品用 X 射线衍射仪（XRD） 、扫描电镜（SEM） 、能谱仪（EDX） 、四探 针电阻测试仪、分光光度计等进行了检测，并对结果进行了分析。研究最佳的 制备工艺，并研究其中 Al 含量对薄膜形貌和结构的影响。 对薄膜制备工艺 研究表明：真空蒸发制备 In-Al-Cu 预制层后，在 500，退火 1h 的条件下， 用一步硒化退火法制备的薄膜质量较好。而且通过 SEM 和 XRD 微观形貌结构分 析发现，薄膜中 Al 的含量对薄膜的表面形貌和结构有一定的影响。 Al/q（In+Al）比例越大，越容易获得尺寸较小，分布比较均匀的晶粒。而且当 Al 的含量增加时，Cu（In1-xAlx）Se2 峰的位置会在更大的 2 处出现。同时 Al 含量对薄膜的方阻有一定的影响，Al 含量越高，方阻越大。Al 含量可以调 节薄膜的禁带宽度的大小。正由于 Cu（In1-xAlx）Se2 薄膜的这个特性，使其 在太阳能电池应用方面有着突出的地位。 近年来，CuInSe2 类薄膜太阳能电池以其较高的转换效率，较低的成本以及较 稳定的性能备受人们关注。而且其生产正趋于商业化，如何提高电池的光电转 换效率成为研究的关键，而吸收层 CIS 类材料正是影响电池光电转换效率的关 键因素。研究表明，通过掺杂第三或第四族元素可以增加 CuInSe2 的禁带宽度 （Eg）和太阳光谱的配合度得到更高的效率。由于 Al 的价格比较低廉，用 Al 来部分的替代 In，不仅可获得较宽带系的合金层，改善 CuInSe2 类薄膜太阳能 电池的性能，而且还可以大大的降低成本，这也正是本实验研究用 Al 来部分的 代替 In，制备 Cu（In1-xAlx）Se2 多晶薄膜材料的意义所在。 本实验使用 DMX-220A 型比较简单的常规小型镀膜设备，采用先沉积 In-Al-Cu 多层膜预制 层，后用自制的真空硒化退火装置来获得 Cu（In1-xAlx）Se2 多晶薄膜。进而， 对制得的样品用 X 射线衍射仪（XRD） 、扫描电镜（SEM） 、能谱仪（EDX） 、四探 针电阻测试仪、分光光度计等进行了检测，并对结果进行了分析。研究最佳的 制备工艺，并研究其中 Al 含量对薄膜形貌和结构的影响。 对薄膜制备工艺 研究表明：真空蒸发制备 In-Al-Cu 预制层后，在 500，退火 1h 的条件下， 用一步硒化退火法制备的薄膜质量较好。而且通过 SEM 和 XRD 微观形貌结构分 析发现，薄膜中 Al 的含量对薄膜的表面形貌和结构有一定的影响。 Al/q（In+Al）比例越大，越容易获得尺寸较小，分布比较均匀的晶粒。而且当 Al 的含量增加时，Cu（In1-xAlx）Se2 峰的位置会在更大的 2 处出现。同时 Al 含量对薄膜的方阻有一定的影响，Al 含量越高，方阻越大。Al 含量可以调 节薄膜的禁带宽度的大小。正由于 Cu（In1-xAlx）Se2 薄膜的这个特性，使其 在太阳能电池应用方面有着突出的地位。 近年来，CuInSe2 类薄膜太阳能电池以其较高的转换效率，较低的成本以及较 稳定的性能备受人们关注。而且其生产正趋于商业化，如何提高电池的光电转换效率成为研究的关键，而吸收层 CIS 类材料正是影响电池光电转换效率的关 键因素。研究表明，通过掺杂第三或第四族元素可以增加 CuInSe2 的禁带宽度 （Eg）和太阳光谱的配合度得到更高的效率。由于 Al 的价格比较低廉，用 Al 来部分的替代 In，不仅可获得较宽带系的合金层，改善 CuInSe2 类薄膜太阳能 电池的性能，而且还可以大大的降低成本，这也正是本实验研究用 Al 来部分的 代替 In，制备 Cu（In1-xAlx）Se2 多晶薄膜材料的意义所在。 本实验使用 DMX-220A 型比较简单的常规小型镀膜设备，采用先沉积 In-Al-Cu 多层膜预制 层，后用自制的真空硒化退火装置来获得 Cu（In1-xAlx）Se2 多晶薄膜。进而， 对制得的样品用 X 射线衍射仪（XRD） 、扫描电镜（SEM） 、能谱仪（EDX） 、四探 针电阻测试仪、分光光度计等进行了检测，并对结果进行了分析。研究最佳的 制备工艺，并研究其中 Al 含量对薄膜形貌和结构的影响。 对薄膜制备工艺 研究表明：真空蒸发制备 In-Al-Cu 预制层后，在 500，退火 1h 的条件下， 用一步硒化退火法制备的薄膜质量较好。而且通过 SEM 和 XRD 微观形貌结构分 析发现，薄膜中 Al 的含量对薄膜的表面形貌和结构有一定的影响。 Al/q（In+Al）比例越大，越容易获得尺寸较小，分布比较均匀的晶粒。而且当 Al 的