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ZnMgO/ Cu(In,Ga)Se2界面处的元素扩散研究

CIGS; 无镉缓冲层；ZnMgO

铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳电池中，通常采用化学水浴法沉积CdS作为缓冲层。但由于CdS含有Cd元素且带隙较窄，不利于未来的发展，所以无镉缓冲层材料的研究一直备受关注。近年来，将Zn(O,S)和ZnMgO两种无镉薄膜叠加作为缓冲层的方法使CIGS太阳电池的效率有了进一步的提高。与传统的CdS薄膜相比，带隙连续可调的ZnMgO单层薄膜可以起到代替CdS和i-ZnO的作用，但是ZnMgO/CIGS的电池器件性能与CdS/CIGS参考电池相比，仍有一定差距，ZnMgO缓冲层中的元素扩散对吸收层及器件也会产生影响。基于此，本文采用磁控溅射法在CIGS吸收层上制备ZnMgO薄膜，对吸收层表面形貌以及Zn、Mg元素在吸收层中的扩散进行研究。结果发现Zn、Mg元素向CIGS表面的掺杂扩散对CIGS薄膜起到增透减反的作用。此外，两种元素扩散均会使CIGS表面带隙发生改变，且Mg元素比Zn元素更易于向CIGS内部扩散，使CIGS表面发生反型。该结果对于进一步提升无镉缓冲层ZnMgO/CIGS电池的效率具有实际意义。