编号：CYYJ03593
篇名：反应溅射沉积Zn(O,S)薄膜的全成分调控和光学性能修饰
作者：黄星烨 韩钰 赵笑昆 陈静允 范子超 孙祺 林舒平 钟大龙 温思同 李博研
关键词： 氧硫化锌 铜铟镓硒 磁控溅射 光学带隙
机构： 北京低碳清洁能源研究院 北京市纳米结构薄膜太阳能电池工程技术研究中心 龙源电力集团股份有限公司
摘要： 在传统的CIGS薄膜太阳能电池中,CdS薄膜通常起到缓冲层的作用,但Cd有毒且不环保。无镉缓冲层的研究对于提高CIGS电池的环保性具有重要的现实意义。本工作采用射频反应磁控溅射制备Zn(O,S)薄膜,并研究了薄膜的成分、表面形貌、光学带隙与溅射气氛中氧含量之间的关系。将Ar/O2流量从0.5 sccm增加到8 sccm时,薄膜中的S含量从82%降低到13%。随着溅射气氛中O含量的增加,Zn(O,S)薄膜的O1s结合能从O-Ⅲ(~532 eV)逐渐向O-Ⅰ(~530 eV)移动,薄膜中的S含量逐渐降低的同时出现了S6+和S4+。表面形貌表征表明Zn(O,S)可以在CIGS吸收层表面形成致密覆盖。光学带隙具有弯曲特性且在3.07~3.52 eV可调,在S/(O+S)比为56%时获得了3.07 eV的最小光学带隙值。以溅射法Zn(O,S)作为缓冲层制备的CIGS太阳能电池的转换效率为10.19%,且对光浴处理不敏感。溅射制备的Zn(O,S)薄膜促进了CIGS太阳能电池的工业化应用。
