【摘 要】
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Cu2ZnSnSe4(CZTSe)作为CIGS 的替代材料,是一种具有巨大发展潜力的新型低成本化合物半导体薄膜太阳电池.本文采用溅射后硒化的方法研究了在不同Se 蒸汽下CZTSe 薄膜的生长过程.研究发现Se 蒸汽成分对CZTSe 薄膜的致密度和元素扩散具有重要的影响.通过调控硒化过程中的Se 蒸汽的成分,提出优化的两步硒化工艺,CZTSe 薄膜的结晶质量得到了明显的改善.本文进一步研究了Cu 含
【机 构】
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南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,天津,300071 武汉国家强磁场中心,华中科技大学,湖北武汉
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Cu2ZnSnSe4(CZTSe)作为CIGS 的替代材料,是一种具有巨大发展潜力的新型低成本化合物半导体薄膜太阳电池.本文采用溅射后硒化的方法研究了在不同Se 蒸汽下CZTSe 薄膜的生长过程.研究发现Se 蒸汽成分对CZTSe 薄膜的致密度和元素扩散具有重要的影响.通过调控硒化过程中的Se 蒸汽的成分,提出优化的两步硒化工艺,CZTSe 薄膜的结晶质量得到了明显的改善.本文进一步研究了Cu 含量对CZTSe 薄膜的形貌和电池性能的影响.研究发现,随着Cu 含量降低,CZTSe 薄膜的表面粗糙度增大,电池表面的陷光效果增加,因而电池的短路电流密度显著提高.当Cu 含量从0.88 降低到0.75 时,电池的JSC 从34.7mA/cm2 增加到了38.5mA/cm2.同时Cu 含量较低的CZTSe 电池具有较高的少子寿命和较高的开路电压.采用优化的硒化工艺在Cu 含量为0.75 的条件下,制备出了10.4％的CZTSe电池.
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