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反应溅射沉积Zn(O,S)薄膜的全成分调控和光学性能修饰

         
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在传统的CIGS薄膜太阳能电池中,CdS薄膜通常起到缓冲层的作用,但Cd有毒且不环保。无镉缓冲层的研究对于提高CIGS电池的环保性具有重要的现实意义。本工作采用射频反应磁控溅射制备Zn(O,S)薄膜,并研究了薄膜的成分、表面形貌、光学带隙与溅射气氛中氧含量之间的关系。将Ar/O_(2)流量从0.5 sccm增加到8 sccm时,薄膜中的S含量从82%降低到13%。随着溅射气氛中O含量的增加,Zn(O,S)薄膜的O1s结合能从O-Ⅲ(~532 eV)逐渐向O-Ⅰ(~530 eV)移动,薄膜中的S含量逐渐降低的同时出现了S^(6+)和S^(4+)。表面形貌表征表明Zn(O,S)可以在CIGS吸收层表面形成致密覆盖。光学带隙具有弯曲特性且在3.07~3.52 eV可调,在S/(O+S)比为56%时获得了3.07 eV的最小光学带隙值。以溅射法Zn(O,S)作为缓冲层制备的CIGS太阳能电池的转换效率为10.19%,且对光浴处理不敏感。溅射制备的Zn(O,S)薄膜促进了CIGS太阳能电池的工业化应用。

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