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太阳能电池是利用太阳光生产电能的一种器件。近年来,随着太阳能技术的快速发展,工业生产规模不断扩大,太阳能电池产业得到了飞速的发展。太阳能电池的制造成本由于薄膜太阳能电池的快速发展而迅速下降。铜铟镓硒Cu(InGa)Se2(CIGS)是一种广泛应用的商业化薄膜太阳能电池材料,但是由于镓铟的昂贵和毒性,限制了其大规模应用。人们研发性能结构类似的铜锌锡硒Cu2ZnSnSe4(CZTSe)材料。CZTSe薄膜材料的组分及晶体结构对材料的应用有很大影响。共蒸发过程中,铜的含量高,晶体结构完善,载流子密度高,铜含量过高,会导致电池失效;锡蒸发温度低时,CZTSe容易分解;锌蒸发温度高时,材料中形成过滤的锌硒复合物,会降低短路电流密度。本文详细研究了共蒸发法制备CZTSe薄膜材料的工艺,获得了良好性能的CZTSe薄膜电池材料。并对其结构组成和电化学性能进行了研究分析,主要结果如下:1)Cu含量可以在一定程度上影响CZTSe膜的晶体质量。当Cu的含量过高或过低时,CZTSe薄膜变为N型。2)锌的蒸发温度相对于其他金属较低,蒸发温度过高时,会导致电池的电流密度下降,使得铜过量时会导致电池失效。这是因为ZnSe的带隙相对于CZTSe的范围较宽,而晶界的ZnSe可能充当一个势垒,从而减少了晶界的边界重组并提高了开路电压。ZnSe在表面和背面的存在可能会阻碍载流子的收集,从而减少短路电流密度和填充系数。3)硒蒸发温度低,会导致材料中硒含量降低。当硒的蒸发温度升至230℃后,Sn在薄膜中含量变化很小甚至不变,硒的蒸发温度再提高,反而会浪费Se原料。4)与对CIGS的影响相比,CuxSey对CZTSe薄膜生长的促进效果相对较小,这可能与在CZTSe薄膜边界附近的费米能级所引起的晶界Cu分布的差异有关,从而使得CZTSe和CIGS的增长机制并不完全相同。本文衬底材料为钠钙硅玻璃,双层钼电极及氧化锌透明导电层采用溅射工艺制备,CZTSe吸收层及钠铝电极采用共蒸发及蒸发工艺制备,硫化镉缓冲层采用水热法制备。最终制得的CZTSe电池的效率为1.99%。