前语
近年来，光伏工业出现加快开展的趋势，开展的特点是：产值添加，转化效 率前进，本钱下降，应用领域不断扩大。与十年前比较，太阳能电池价格大幅度下降。 能够意料，跟着技能的前进和商场的拓宽，光电池本钱及价格将会大幅下降。2010 年 今后，因为太阳能电池本钱的下降，可望使光伏技能进入大规模开展时期。跟着技能的前进，薄膜太阳能电池的开展将一日千里，在未来光伏商场的商场份额将逐步前进。作为功能最好的薄膜太阳能电池，CIGS 薄膜太阳能电池也将迎来快速开展时期。
1、 CIGS 电池的结构
铜锢稼硒（CIGS）薄膜太阳能电池， 具有层状结构， 吸收资料归于 I -III-VI 族化合物。衬底一般 选用玻璃，也能够选用柔性薄膜衬 底。一般选用真空溅射、蒸腾或许 其它非真空的办法，别离堆积多层 薄膜， 构成 P-N 结构而构成光电转 换器材。从光入射层开端，各层分 别为：金属栅状电极、减反射膜、窗 口层（Zn0 ）、过渡层（CdS）、光吸收 层（CIGS）、金属背电极（Mo ）、玻璃 衬底。经过近 30 年的研讨，CIGS 太阳电池开展了许多不同结构。最首要不同在于窗口资料的不同挑选。最早是用 n 型半导体 CdS 作窗口层，其禁带宽度 为 2. 42eV，一般经过掺入少数的 ZnS，成为 CdZnS 资料，首要意图是添加带隙。可是， 锅是重金属元素，对环境有害，并且资料自身带隙偏窄。近年来的研讨发现，窗口层改 用 Zn0 作用更好， 带宽可到达 3. 3eV ， CdS 的厚度降到只有约 50nm， Zn0 只作为过渡层。 为了添加光的入射率，终究在电池外表蒸腾一层减反膜（一般选用 MgFz ），电池的功率 会得到 1-2%的前进。 现在研讨标明，衬底一般选用碱性钠钙玻璃（碱石灰玻璃），首要是这种玻璃含有金 属钠离子。Na 经过分散能够进入电池的吸收层，这有助于薄膜晶粒的成长。
Mo 作为电池的底电极要求具有比较好的结晶度和低的外表电阻， 制备过程中要考虑的别的一个首要方面是电池的层间附着力，一般要求 Mo 层具有鱼鳞状结构，以添加上基层之 间的触摸面积;CIS/CIGS 层作为光吸收层是电池的最要害部分，要求制备出的半导体薄 膜是 p 型的，且具有很好的黄铜矿结构，晶粒大、缺点少是制备高功率电池的要害;CdS 作为缓冲层， 不光能下降 i-Zn0 与 P-CIS 之间带隙的不连续性， 并且能够处理 CIS 和 Zn0 晶格不匹配问题;n-Zn0（AZO）作为电池的上电极，要求具有低的外表电阻，好的可见光 透过率，与 Al 电极构成欧姆触摸;防反射层 MgFz 能够下降光在接纳面的反射，前进电池的功率。i-Zn0 和 CdS 层作为电池的 n 型层，同 P 型 CIGS 半导体薄膜构成 p-n 结。 吸收层 CIGS（化学式 Cu 工 nGaSe2）是薄膜电池的中心资料，归于正方晶系黄铜矿。 具有复式晶格 ，晶格常数 a=0.577nm， 作为直接带隙半导 c=1.154nm。 体，其光吸收系数高达 105 量 级（几种薄膜太阳能资猜中较 高的）。禁带宽度在室温时是 1. 04eV，电子搬迁率和空穴搬迁 率别离为 3.2&TImes;102（cm2/V·S） 和 1&TImes;10 （cm2/V·S）。现在真 空工艺制备的收层薄膜，一般 是多晶结构，其搬迁率相对较 小，大约是 0. 1 ~20 （cm2 / V·S ）。空穴浓度在 1014cm-3 和 4&TImes;1020cm-3 之间， 电子浓度 在 5&TImes;1015cm-3 到 7×1020Cm13 规模。经过掺入适量的稼以代替部分 In，构成 CuInSe2 和 CuInGa2 的固熔晶体，表明为 Cu（In1-xGax）Se2 （简称 CIGS）}嫁的掺入会改动晶体的晶 格常数，改动了原子之间的作用力。终究完成了资料禁带宽度的改动，在 1. 04～1. 7eV 规模内能够依据规划调整，以到达最高的转化功率。
