薄膜技术与应用精选文档.ppt

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1、薄膜技薄膜技术与与应用用本讲稿第一页，共十三页薄膜太阳能电池目前主要分为非晶硅薄膜太阳能电池、碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池、铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池三类。仅在数年以前，薄膜光伏 技术在光伏产业中还只能用“微不足道”来形容，但在今天，其生产份额不断扩张。本讲稿第二页，共十三页薄膜电池与传统硅晶电池的比较薄膜电池与传统硅晶电池的比较v传统硅晶电池：由硅晶体硅晶体组成,电池主要部分易碎,易产生隐形裂纹,大多有一层钢化玻璃作为防护,造成重量大,携带不便,抗震能力差,造价高,效率或多或少降低v薄膜电池：克服了上述缺点，重量轻,厚度薄.可弯曲,易携带,克服了上述缺点,但并没有传统硅晶电池硅晶

2、电池转化效率高.本讲稿第三页，共十三页铜铟镓硒铜铟镓硒（CIGS）薄膜薄膜v组成材料：Mo、ZnO、AI、ZnS、MgO以及 Cu、In、Ga、Se等材料。制备工艺真空工艺非真空工艺多源共蒸发法！溅射后硒化法！分子束外延法化学气相沉淀法电化学沉积法旋涂涂布法丝网印刷法喷墨打印法本讲稿第四页，共十三页共蒸发法实验设备示意图 多源共蒸发法共蒸发是典型的物理气相沉淀工艺（PVD）。根据薄膜沉积过程，共蒸发可分为一步法、两步法和三步法。本讲稿第五页，共十三页三步共蒸发法工艺三步共蒸发法工艺源物质In-Ga-Se预置层表面富Cu的CIGS薄膜等化学计量比的CIGS稍微贫铜的P型CIGS本讲稿第六页，共十

3、三页v基底温度较低的情况下（400C）蒸发In、Ga、Se形成一层In-Ga-Se预置层。控制原子比例In:Ga=0.7:0.3,In+Ga/Se=2:3v升高基底温度到570C，蒸发Se、Se.借助低熔点的Cu2-xSe,形成表面富Cu的CIGS薄膜。v少量的In,Ga,Se沉积以形成少量贫铜的CIGS薄膜。本讲稿第七页，共十三页 溅射后硒化法v预置层硒化法Cu-In-Ga预置层的沉积预置层硒化热处理真空工艺非真空工艺H2Se气氛Se气氛本讲稿第八页，共十三页预置层的硒化预置层的硒化v硒主要通过扩散进入薄膜内部与金属预置层的Cu、In、Ga元素反应生成CuInxGa1-xSe2薄膜H2Se是

4、最好的硒源，但具有毒性且 容易挥发；固态Se作为硒源，Se难以压制，在热处理过程中会导致In、Ga等元素的损失。真空硒化退火装置示意图本讲稿第九页，共十三页磁控溅射系统示意图磁控溅射制备预置层氩气Ar+靶材Cu、In、Ga基底辉光放电CIG预置层本讲稿第十页，共十三页铜铟镓硒铜铟镓硒（CIGS）薄膜产品与应用薄膜产品与应用vCIGS太阳能电池的应用本讲稿第十一页，共十三页市场应用前景市场应用前景v太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源正在得到迅速的发展与应用。太阳能发电站、太阳能卫星供电、太阳能汽车充电等等。而作为太阳能能源转换媒介的太阳能电池扮演了重要的角色，其中作为第三代太阳能v电池：CIS系薄膜太阳能电v池，它具有优良的抗干扰、v耐辐射、使用寿命长转换v效率高等特点，注定了它v必然在未来的太阳能产业v链中大放异彩。本讲稿第十二页，共十三页本讲稿第十三页，共十三页