掺na 制备柔性聚酰亚胺衬底cigs 薄膜太阳电池..doc

光电子#激光第21卷第2期2010年2月JournalofOptoelectronics#***衬底CIGS薄膜太阳电池*姜伟龙,张力,何青,刘玮,于涛,逄金波,李凤岩,李长健,孙云**(南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室,天津300071摘要:研究了Na掺入对低温沉积柔性聚酰亚***(PI衬底Cu(In,GaSe2(CIGS薄膜的结构和电学特性影响。研究结果表明:Na元素的掺入使Ga元素的扩散受到了阻滞,但对CIGS薄膜晶粒尺寸没有明显的影响,少量的Na可提高CIGS薄膜的载流子浓度和降低电阻率;Na的掺入可明显提高CIGS薄膜太阳电池的器件特性,通过优化掺Na工艺,%。关键词:Cu(In,GaSe2(CIGS薄膜;柔性聚酰亚***(PI衬底;Na掺入;高转换效率中图分类号:O484文献标识码:A文章编号:100520086(2010022*******HighefficiencyCu(In,GaSe2thin2filmsolarcellsdopedNaonpolyimidesubstrateJIANGWei2long,ZHANGLi,HEQing,LIUWei,YUTao,PANGJin2bo,LIFeng2yan,LIChang2jian,SUNYun**(TianjinKeyLaboratoryforPhotoelectronicThinFilmDevicesandTechnology,InstituteofPhotoelectronicThinFilmDeviceandTechnology,NankaiUniversity,Tianjin300071,ChinaAbstract:TheeffectsofNaincorporationonthestructuralandelectricalpropertiesofCu(In,GaSe2(CIGSthinfilmsonpolyimide(,thediffusionofGaishinderedbyNa,%:Cu(In,GaSe2(CIGSthin2film;flexiblepolyimidesubstrate;Naincorporation;highconver2sionefficiency1引言柔性聚酰亚***(PI衬底Cu(In,GaSe2(CIGS薄膜太阳电池以其轻、薄、重量比功率高和适于卷2卷沉积(roll2to2roll等优点,成为CIGS薄膜太阳电池发展的重要方向[1~5]。%的Na可使CIGS太阳电池性能提高30~50%[6]。在传统Na2Ca玻璃(SLG衬底CIGS太阳电池制备中,Na可由衬底向CIGS吸收层自发扩散而实现Na的掺入。但是,由于PI衬底不含Na,因此在制备中必须加入Na掺入工艺。Na对CIGS电学特性的改进是公认的[7,8],但对CIGS结构特性的影响存在争议,在不同的工艺下,观察到了不同、甚至相反的结果[8~11]。另外,Na掺入的方式和掺入量也必须严格控制。Na掺入过少,对薄膜改性不充分,Na掺入过多又会造成薄膜脱落和器件性能衰减。因此,研究Na对薄膜的结构特性和电学特性影响,有助于更好地理解Na在CIGS薄膜中的作用机制,优化掺Na工艺,改善CIGS薄膜的性能,进一步提高柔性PI衬底CIGS薄膜太阳电池的光电转换效率。本文研究了有、无Na掺入对CIGS薄膜的结构、电学和器件特性的影响,并且通过优化的掺Na工艺制备出光