【摘 要】
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铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池因其转化效率高、弱光响应好、抗辐射能力强等优点,被称为最有前途的第三代太阳能电池。然而由于金属铟、镓两种元素在地球上的储量很低,这严重
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铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池因其转化效率高、弱光响应好、抗辐射能力强等优点,被称为最有前途的第三代太阳能电池。然而由于金属铟、镓两种元素在地球上的储量很低,这严重制约了CIGS薄膜太阳能电池的大规模产业化。CuSbS2在材料性质方面与CIGS相似,具有较高的光吸收系数,带隙接近最佳值1.5eV,适合作为太阳能电池吸收层材料。此外,CuSbS2组成元素储量丰富,有利于降低材料成本,适合大规模产业化生产。尤其是CuSbS2熔点为5350C,远低于铜铟镓硒和铜锌锡硫,因此可大幅降低薄膜制备时的衬底温度,有利于发展聚合物衬底的柔性太阳能电池。本论文采用多源共蒸发技术制备CuSbS2薄膜,系统地研究了制备工艺参数(如衬底温度、沉积速率)和工艺路线(如蒸发顺序)对成膜质量的影响。分别采用一步法、两步法制备CuSbS2薄膜,研究了CuSbS2薄膜的成分、物相和结晶性等与制备工艺的关系。研究表明,采用两步法制备的薄膜物相纯度高、结晶性较好。在此基础上详细研究了CuSbS2薄膜的物相结构、光学性质和电学性质,并研究了梯度成分样品中,薄膜成分(富铜和富锑)对物相结构的影响。论文采用钠钙玻璃/Mo/CuSbS2/CdS/ZnO/AZO/Ag的器件结构制备了CuSbS2薄膜太阳能电池,得到最高效率1.9%、开路电压达到526mV的CuSbS2薄膜太阳能电池。
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