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在太阳能电池领域,要提高电池的光电转换效率,降低电池的生产成本,最基本且关键的问题是在材料的选择及制备方面,该文对CIS太阳能电池中CIS薄膜的制备及性能方面进行研究和探讨.通过比较几种不同的制备CIS多晶薄膜的方法,并结合现有实验条件,该文研究了用磁控溅射和硒化方法制备CIS多晶薄膜材料的工艺过程.研究了溅射功率对所制薄膜的沉积速率及结晶度的影响,用台阶仪测量了膜厚,用XRD和SEM分析了膜的结晶度和择优取向,计算出Cu膜的沉积速率与溅射功率的关系.尝试了三种制备Cu-In预制薄膜的方法:第一,在铜靶里面开槽灌铟做成铜铟混合靶;第二,铜铟合金靶;第三,铜、铟两靶交替溅射.在用Cu、In两靶交替溅射的方式沉积Cu-In预制薄膜的所有样品中,最接近化学计量比的CIS薄膜的制备条件是:铜铟溅射功率分别为:300w和60w,溅射时间比为0.625.同时对硒化退火方法进行多次的实验,探讨了获得CIS薄膜的优化硒化工艺:氮气保护时,流量为60ml/min,硒化基片温度为500℃.目前为止文献上对CIS/CdS太阳能电池CIS/CdS异质结构的能带结构及异质结特性的理论研究和讨论仍较少.该文从理论上讨论了CIS/CdS异质结的能带结构、伏安特性.讨论结果表明改变CIS和CdS两种半导体材料的掺杂浓度,CIS/CdS异质结的能带结构也随之变化,从而改变其相应的伏安特性,因此,可通过设计制造出最符合要求的能带结构和伏安特性的CIS/CdS异质结,进一步提高CIS/CdS太阳能电池的效率.同时对CIS异质结构中开路电压与扩散长度的关系进行了分析,经济计算机模拟得出了它们之间的关系曲线,计算表明保持载波子的扩散长度和空穴的扩散系数不变,改变电子的扩散系数,开路电压基本不变;而随着空穴扩散系数的增大,开路电压逐渐减少.并从CIS太阳能电池的等效电路出发,分析了电池的串连电阻和并联电阻对电池的填充因子的影响.结果表明,在较大光生电流情况下,较低的串连电阻和较低的反向饱和电流才能获得较高的填充因子.