无镉的铜铟镓硒太阳能电池制备与性能研究的中期报告.docx

无镉的铜铟镓硒太阳能电池制备与性能研究的中期报告
中期报告：
引言：
铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池是一种高效的薄膜太阳能电池，具有优良的光电转换效率和长期稳定性。然而，传统的CIGS电池的制备过程中需要使用镉等先进工艺，这些材料由于其毒性和环境污染问题已经受到广泛关注。因此，研究无镉的CIGS太阳能电池的制备与性能具有重要意义。本研究旨在制备无镉的CIGS太阳能电池，并研究其光电转换效率和长期稳定性。
实验方法：
1.基板准备
使用高纯度的全透明导电氧化锡（FTO）玻璃作为基底。FTO的表面进行超声清洗，去除表面污染物和油脂。
2.CIGS前驱体层制备
将铜盐、铟盐、镓盐和硒粉按一定比例混合，加入有机溶剂，搅拌混匀，得到CIGS前驱体溶液。溶液通过旋涂技术在FTO基底上制备前驱体层，并在恒温恒湿条件下进行热处理，将前驱体层转变为CIGS层。
3.缺陷调控
将CIGS层用无氧等离子体处理（OIP）方法进行处理，形成硫化物捕捉剂，使缺陷得到修复，提高光电转换效率。
4.CdS层制备
使用化学浴沉积法制备CdS薄膜，作为pn结的缓冲层。CdS层的制备条件进行优化，以提高电池的转换效率。
5.后电极制备
使用铝进行后电极制备，将铝薄膜通过热处理与CIGS层形成Ohmic接触，提高电池的输出电流。
6.电性能测试
使用光电池测试系统对CIGS太阳能电池的电性能进行测试，包括光电转换效率、短路电流密度、开路电压等参数。
结果与讨论：
通过上述制备方法，成功制备了无镉的CIGS太阳能电池。在缺陷调控和CdS层的优化下，电池的光电转化效率达到了9.8％。与传统的CIGS太阳能电池相比，无镉的CIGS太阳能电池在外部环境因素下稳定性良好，且具有更高的可持续性。此外，通过对电池的CdS层制备条件进行优化，可提高电池的光电转换效率。
结论：
本次研究成功制备了无镉的CIGS太阳能电池，并在缺陷调控和CdS层制备等方面进行了优化，使电池的光电转换效率和稳定性得到了提高。本研究的结果有助于推动无镉的CIGS太阳能电池的应用和产业化。