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脉冲激光沉积工艺对CIGS薄膜成分和微结构的影响

作　者: 何杰
导　师: 丁铁柱
学　校: 内蒙古大学
专　业: 物理学
关键词: PLD Cu-In-Ga预制膜 CIGS薄膜硒化
分类号: TN304.055
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

采用PLD溅射法在玻璃衬底上制备不同叠层顺序、不同比例的In/Cu-Ga和Cu-Ga/In预制膜,后经硒化、退火处理,得到CIGS薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)表征了薄膜的晶体结构,采用扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱(EDS)观察和分析了薄膜的表面形貌和元素成分,采用光电子能谱(XPS)分析了薄膜表面的化学价态,采用紫外—可见分光光度计分析了薄膜的光吸收特性.实验发现,采用Cu-Ga/In的预制膜叠层顺序制备出的CIGS薄膜,其In元素损失严重.采用In/Cu-Ga的预制膜叠层顺序制备的CIGS薄膜,随着预制膜中In含量的增加,其CIGS薄膜表面的孔隙密度会增加,且由于采用单质In靶,导致CIGS薄膜表面有大颗粒产生.采用In/Cu-Ga的叠层顺序,且溅射脉冲数为Cu-Ga靶5万；In靶6万的溅射工艺下制备的Cu-In-Ga预制膜,后经硒化、退火处理,可得到沿(112)晶向择优取向生长,且致密、均匀、结晶良好的CIGS薄膜,其组分配比也处于理想范围之内,且对可见光有较高的吸收效率,适合做太阳电池的高效吸收层材料.

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-15
  §1.1 研究背景  10
  §1.2 CIGS太阳电池研究进展  10-11
  §1.3 CIGS太阳电池结构  11-13
  §1.4 CIGS薄膜结构及性质  13-14
  §1.5 CIGS薄膜制备方法  14
  §1.6 研究目的及意义  14-15
第二章实验原理及过程  15-20
  §2.1 脉冲激光沉积原理及特点  15-16
    2.1.1 PLD原理  15-16
    2.1.2 PLD特点  16
  §2.2 实验仪器及原料  16-17
  §2.3 测试方法及设备  17
  §2.4 实验过程  17-20
    2.4.1 PLD溅射制备CIG预制膜  17-18
    2.4.2 固态源硒化与退火  18-20
第三章结果讨论  20-28
  §3.1 晶体结构  20-22
    3.1.1 预制膜叠层顺序对晶体结构的影响  20-21
    3.1.2 溅射脉冲数对晶体结构的影响  21-22
  §3.2 CIGS薄膜的表面形貌分析  22-24
    3.2.1 薄膜表而的SEM分析  22-23
    3.2.2 薄膜表面的AFM分析  23-24
  §3.3 CIGS薄膜的EDX分析  24-25
  §3.4 CIGS薄膜表面的XPS分析  25-27
  §3.5 CIGS薄膜的光吸收特性  27-28
第四章结论  28-29
参考文献  29-33
致谢  33-34
硕士期间发表学术论文  34
硕士期间参加的科研课题  34

脉冲激光沉积工艺对CIGS薄膜成分和微结构的影响

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