韩安军，孙云 ，张毅，刘玮

 

　　（南开大学光电子薄膜器件与技术研究所，光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室，天津 300071）

 

　　本文采用蒸发法分别制备1μm和2μm左右的Cu(In, Ga)Se2 (CIGS)薄膜，通过改变Ga蒸发源的温度来获得不同的Ga含量。采用扫描电子显微镜(SEM)、霍尔效应测试仪(Hall)、量子效率(QE)的微分计算，分别比较研究了Ga含量对不同厚度Cu(In，Ga)Se2吸收层结晶质量、结构特性、电学特性和最小带隙值影响的差异。研究发现Ga/(Ga+In)在0.20-0.36之间变化时，对1μm Cu(In, Ga)Se2 薄膜结晶质量影响不大，而2μm的薄膜晶粒尺寸随Ga含量的增加而明显减小；在相同Ga含量情况下，1μm薄膜的最小带隙值大于的2μm的薄膜，且1μm薄膜的最小带隙值随Ga含量增长的更快，对Ga含量的变化更敏感；随着Ga含量的增加，1μm薄膜电阻率降低，而2μm薄膜电阻率逐渐增加。通过不同厚度的电池器件特性对比，发现Ga含量对超薄电池性能的影响更强烈，Ga含量增加导致1μm厚度的电池开路电压快速增加，进而引起电池转化效率的较大提高。在Ga/(Ga+In)约为0.37时，1μm的超薄Cu(In, Ga)Se2电池的最高转换效率达到最高。

 

　　关键词：Cu(In, Ga)Se2 薄膜；厚度；Ga含量；太阳电池