本项目提出采用光电化学沉积法制备铜铟镓硒(CIGS)光伏薄膜,以解决传统电化学沉积存在的ⅢA族元素并入难、二次相易生成、带隙梯度化难、形貌差和沉积速率慢等不足。项目将结合半导体/电解液能级结构和等效电路的构建分析,揭示沉积的传质传荷特征;采用循环伏安和电化学石英晶体微天平技术探明沉积电化学行为,并通过薄膜形貌、成分和物相的时间演变规律研究及计时安培分析,归纳薄膜的形成与生长机制。通过对薄膜的表征分析,明确光照对沉积速率、形貌、ⅢA族元素并入和二次相影响的规律及机制,同时考察各沉积工艺参数对薄膜物化性质的影响,确定优化的沉积工艺参数范围。通过光照制度设计实现带隙的双梯度可控分布,建立光照制度、双梯度分布和光电转换性能之间的关系,获得最优的双梯度分布及其实现手段。本项目的开展可有效促进CIGS薄膜电化学沉积技术的进步,推动CIGS薄膜太阳电池的低成本制造和规模应用。
英文主题词Copper indium gallium selenide;Photoelectrochemical deposition;Graded band gap;Solar cells;Copper zinc tin sulfide