真空快速退火对CIGS太阳能电池性能的影响

无机材料学报, 2015, 30(1): 35-40. doi: 10.15541/jim20140182

真空快速退火对CIGS太阳能电池性能的影响

田力 ^1, , 张晓勇 ^2, , 毛启楠 ^3, , 李学耕 ^4, , 于平荣 ^5, , 王东 ^6,

1.北京大学工学院,北京,100871

2.普尼太阳能(杭州)有限公司,杭州,310051

3.普尼太阳能(杭州)有限公司,杭州,310051

4.普尼太阳能(杭州)有限公司,杭州,310051

5.北京大学工学院,北京,100871

6.北京大学工学院,北京,100871

基金项目: 国家科技支撑计划(2011BAK16B01)National High Technology Research and Development Program of China (2012AA050702, 2013AA050904) National Key Technology Research and Development Program of Uinistry of Science and Technology of China (2011BAK16B01) 国家自然科学基金(21371016) National Basic Research Program of China (2011CB933300, 2013CB934004) 国家高技术研究发展计划(2012AA050702, 2013AA050904) National Natural Science Foundation of China (21371016) 国家重大科学研究计划(2011CB933300,2013CB934004)

关键词： CuInxGa1-xSe , 退火 , 溅射后硒化 , 均匀性 , 同质结

Effect of Vacuum Rapid Annealing Treatment on Performance of CIGS Solar Cells

Keywords： CuInxGa1-xSe , annealing , sputtering/selenization sequential method , uniformity , homojunction

采用溅射后硒化法制备CIGS电池吸收层,并在此基础上制备具有glass/Mo/CIGS/CdS/i-ZnO/ZnO:A1/Ni-A1结构的CIGS电池.实验研究了真空退火对电池性能的影响.通过优化退火条件,电池光电转换效率从4.91％提高到14.01％.进一步研究发现,退火有助于改善部分单层薄膜的性能,但是其对电池性能的提升主要来自来于:1)退火促使Cd2+扩散进入CIGS表面取代Vcu,钝化浅能级缺陷的同时形成n-CIGS,使p-n结进入CIGS层内部,从而大幅减少了界面复合中心;2)退火使得CIGS表面吸附的H2O分子脱附,提高了CIGS电学和带隙均匀性,从而改善电池的均匀性,电池性能得到全面提升.

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