其它缓冲层研究
因为Cd有毒污染环境,而且CdS的带隙偏窄,造成太阳能短波波段的损失,所以需要找出一些材料来代替CdS做为缓冲层,即无Cd薄膜太阳能电池。除了前面讲到的ZnS以外,还有InxSy、ZnSe、ZnO、SnS、Sn(S、O)、In(OH)等也在相关文献中被提到。InxSy其带隙宽度2.4~2.8eV,有利于350~500nm的光透过,是非常适合作缓冲层的一种材料。K.Ernits等人采用超声喷雾法(USP)沉积InxSy薄膜。研究发现InxSy/CIGS薄膜太阳能电池对350~500nm的光吸收比CdS/CIGS组成的高15%,但是后者在500~700nm的吸收比前者高15%。CIGS/InxSy异质结太阳电池的转换效率高达16.4%。2003年,N.Barreau等人第一次在衬底温度为200℃时,采用物理气相沉积法制备含有钠的In2S3薄膜,并且通过改变钠的含量,其能隙在2.15eV到2.90eV之间可调,最后得到的电池效率为8.2%,比用化学水浴法沉积的CdS作为缓冲层的太阳能电池的效率(10.2%)要低一些。Siebentritt等人对金属有机化合物MOCVD法ZnSe薄膜的沉积温度和沉积时间做了研究。结果表明,过高的沉积温度和过长的沉积时间都会影响吸收层的性能,光促进MOCVD法可以使沉积温度降低到265℃,沉积时间降到3min以内,最终得到的CIGS/ZnSe电池的效率为11%。
结束语
发展CIGS薄膜太阳能电池就是要发展适合工业化大生产的技术,成本低、效率高、污染小的电池。现在只考虑缓冲层,就适合大工业生产来讲,真空镀膜技术比化学水浴法占有优势;从保护环境角度考虑,无镉电池是一个研究的热点,而且现在已经发现了多种适合作缓冲层的材料,并且有些单位已经做出了效率较高的无镉CIGS薄膜太阳能电池。