1、CIGS薄膜太陽電池通常采用CBD-CdS作緩沖層,由于Cd有毒,而且CdS的禁帶寬度較窄,因而采用寬帶隙無毒材料代替CdS的研究被重視。
　　 本論文選用CBD-ZnS薄膜替代CdS作為CIGS太陽電池緩沖層。其因為一是ZnS無毒、廉價、材料來源廣,二是ZnS的帶隙較寬,可以吸收更多高能光子,有利于提高太陽電池的轉換效率。
　　 首先在對CBD-ZnS的生長機理進行了初步探索的基礎上,對影響CBD-ZnS薄膜生長的因素

2、進行了系統(tǒng)的研究,包括反應物的配比、攪拌速度和沉積時間等對.ZnS薄膜的影響。結合對制備的ZnS薄膜的厚度、粗糙度、透過率、表面形貌等檢測數(shù)據(jù)的分析,得出了ZnS薄膜的基礎制備工藝條件。
　　 第一步得到的基礎制備工藝仍存在薄膜沉積時間過長、表面粘附物多的缺點,有待進一步改進和優(yōu)化。優(yōu)化工藝研究分為三部分:第一,通過在反應溶液中添加N2H4作為第二絡合劑,顯著地提升了薄膜的沉積速率。第二,通過在反應溶液中添加緩沖劑(NH4)2S

3、O4,有效地抑制了溶液中同質反應的發(fā)生,在與無添加(NH4)2SO4工藝下制備.ZnS薄膜的SEM檢測對比發(fā)現(xiàn),添加(NH4)2SO4工藝下制備的ZnS薄膜表面粘附物明顯減少。第三,研究了N2H4和(NH4)2SO4同時添加的工藝(簡稱為優(yōu)化工藝),通過對ZnS薄膜厚度粗糙度和表面形貌的分析顯示,在添加了NEH4和(NH4)2SO4的工藝條件下制備的ZnS薄膜,不但沉積速率顯著提高,沉積時間得以縮短,從而減小了CIGS吸收層長時間在堿性

4、溶液中浸泡導致的侵蝕傷害,同時有效地抑制了同質反應,粘附物減少,成膜表面潔凈致密。薄膜的綜合指標得到提升,滿足了作為電池緩沖層的功能要求。
　　 優(yōu)化工藝制備的CIGS/ZnS太陽電池的光電轉換效率達到9.85％。與同批吸收層用CBD-CdS作為緩沖層制備的電池效率相近。通過對CIGS/ZnS電池異質結能帶結構、CIGS/ZnS和CIGS/CdS兩種不同結構的電池性能參數(shù)進行對比分析,得出CIGS/ZnS電池性能通常低于CIGS