采用恒电位电沉积法在 ITO上制备了铜铟镓硒(CIGS)前驱体薄膜,该前驱体薄膜在充氩气管式炉中经过高温硒化可得到结晶良好的CIGS薄膜。采用 X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光-近红外光谱仪分别表征了 CIGS 薄膜的结构、形貌、成分以及可见-近红外光谱(Vis-NIR)吸收特性。XRD结果表明前驱体薄膜高温硒化后所得的 CIGS 薄膜具有(112)择优取向,薄膜中CIGS晶粒的平均尺寸为24.7 nm,Raman光谱表明薄膜中的 CIGS是具有黄铜矿结构的四元纯相,没有其他二元三元杂相存在。Vis-NIR测量结果表明CIGS的禁带宽度随薄膜中镓含量的增加而增加,当 Ga 含量达5.41%时,通过吸收光谱测得CIGS的禁带宽度为1.11 eV,通过理论计算得到镓铟比为 Ga/(In+Ga)=16.3%,小于 SEM测量所得的镓铟比 Ga/(In+Ga)=21.4%,这表明还需进一步提高 CIGS薄膜的结晶度。所有测量表明优化后的 ITO/CIGS非常适合用来制作高质量的双面太阳能电池。该研究提出了制备低成本CIGS前驱体薄膜及高温硒化的新方法,通过这些方法在 ITO上制备了均匀、致密、附着力好的CIGS薄膜。通过上述表征可知,在新工艺下制备的CIGS薄膜结晶度高,成分合理,无杂相,光吸收性质好。与磁控溅射法类似,电沉积法非常适合大面积工业化生产,该工作对CIGS的规模化生产具有重要的借鉴意义。
CIGS 薄膜 Raman光谱 可见-近红外光谱