娄永兵 沈晓燕 孙岳明

(1东南大学化学化工学院，南京 211189)

(2南京大学配位化学国家重点实验室，南京 210093)

太阳能电池研究自20世纪70年代中后期以来，发展了具有直接跃迁能带的新型半导体材料作为吸光材料的薄膜型太阳电池，如氢化无定型硅(a-Si:H)，CdTe，GaAs，InP，CuInS2，CuInSe2及其和Ga，S等的合金［1］.而多元硫族化合物的合成研究是近年来一个十分活跃的研究领域，CuInS2是最重要的ⅠB-ⅢA-ⅣA族半导体材料之一，其在104～105cm－1范围内有很大的吸收系数，禁带能隙宽度为1.55 eV，很接近太阳能电池的最佳禁带宽度(1.45 eV)［2］，因此不需要添加其他元素来调整其禁带宽度，简化了生产过程，从而提高了生产的稳定性.CuInS2太阳能电池具有较高的光电转换效率，其最高转换效率可达20%［3］.CuInS2材料具有很高的吸光系数，可以有效地减少材料的使用和电池的质量，同时降低了晶体硅太阳能电池的高昂成本，有利于产业化生产.无光衰退现象和高光电转换效率也使其能应用于大型电源中.

1974年美国贝尔实验室最早采用CuInS2作为太阳能吸收材料制备出了CIS/CdS电池的雏形，而第一个CuInS2同质结太阳能电池是由Kazmerski等在1977年采用双源沉积法制备的［4］，其转换效率为3.33%，1984年，Hodes等［5］采用电镀合金预制薄膜，然后用H2S硫化方法制备CuInS2薄膜.1992年，Walter等［6］采用共蒸发方法制备CuIn(Se，S)2/CdS电池，其光电转换效率达到10%.迄今为止，基于铜的硫族化合物的薄膜太阳能电池大面积模块已经获得了19.9%的转换效率［7］.三元硫族化物具有如此高的转换效率是由于在晶粒边界会产生孔穴-能量壁垒，从而……