富含S的CuInS,Se2层的微观结构分析 (2).ppt
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1、富含S的(CuInS,Se)2 层的微观结构分析,Outline,前沿,实验,微观结构分析,总结,CuInSe2,CuInSe2为直接带隙半导体 ,禁带宽度1.04eV。,Cu In Se,CuInSe2薄膜太阳能电池结构,CuInSe2薄膜电池,1970年Bell实验室Shaly等人系统研究了三元黄铜矿半导体材料CIS的生长机理、电学性质及在光电探测方面的应用。 1974年,Wagner利用单晶CIS研制出高效太阳能电池,但制备困难制约了单晶ClS电池发展。 1976年,Kazmerski等制备出了世界上第一个CIS多晶薄膜太阳能电池。 80年代初,Boeing公司研发出转换效率高达9.4%
2、的高效CIS薄膜电池。 80年代期间,ARCO公司开发出两步(金属预置层后硒化)工艺,转换效率超过10% 。 1994年,瑞典皇家工学院报道了面积为0.4cm2效率高达17.6%的CIS太阳能电池。 90年代后期,美国可再生能源实验室(NREL)一直保持着CIS电池的最高效率记录,并于1999年,将Ga代替部分In的CIGS太阳能电池的效率达到了18.8%,2008年提高到19.9% 。,CuInSe2的制备,真空蒸镀法就是在真空的条件下把待蒸发的物质加热到一定的温度使其分子蒸发沉积到衬底上的方法。制备CuInSe2薄膜太阳电池可以用单源蒸发、双源蒸发、三源蒸发等,借助溅射真空技术通过共溅射C
3、u靶和In靶或者共溅射Cu-In靶制备Cu-In预置层,第二步是Cu-In预置层在Se或者H2Se的气氛下,在550温度下制备出CuInSe2薄膜,分子束外延法是在真空的条件下,从超高真空系统中的分子束或原子束进行外延淀积的方法,电沉积法就是使电流通过电解液使其发生电解,然后在导电基底上沉积物质的方法。,实验部分,富集S的CuIn(S,Se2)吸收层的制备,腐蚀薄膜表面以Cu(S,Se)相形式存在的富集的Cu,热电偶传感器控制温度,一个作为燃炉功率控制的参考,另一个放于玻璃的下面,给出这点的温度,由于玻璃基底的热敏电阻,薄膜实际温度在520-630之间。,表征,实验部分,微观结构分析:实验结果
4、,In principle, the main peaks in the Raman spectra from CuIn(S,Se) 2correspond to the A1 symmetry zone-center phonon band of the chalcopyrite structure that shows a bimodal behavior with two bands involving pure SS and SeSe vibrations.5 The spectra measured in the samples are characterized by a domi
5、nant peak, which corresponds to the SS vibrational mode. The position of this band is close to the reference position obtained from a CuInS2 single crystal 290 cm1.,由于CuInS2的高吸收系数,通过表面拉曼分析获得的信息受到在薄膜前100nm中传播光的限制。薄膜的化学和结晶性质可通过使用离子溅射腐蚀薄膜表面来确定。这一过程通过结合拉曼和AES来实现。,In addition,they also contain reflection
6、s characteristic of the chalcopyrite structure of the CuInS2 compound, with a slightly preferential texture in the(112)direction. An interesting difference between the two diffractograms deals with the presence of additional reflections at 32.8, 58.3, 68.7, and 96.7. Initially, these reflections wer
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