张运祥 ，林舒平 ，程世清 ，何志超 ，胡朝静 ，周志强 ，刘玮 ,*，孙云

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1. 引言

在共蒸发工艺中，克努森蒸发源是沉积高质量Cu(In,Ga)Se2（CIGS）薄膜最常用的蒸发源之一。最近，许多研究机构，如德国太阳能氢研究中心能量储存与转化研究所（Center for Solar Energy and Hydrogen Research Baden-Württemberg, ZSW）[1]、美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory）[2]、德国Solibro股份有限公司[3]和瑞典乌普萨拉大学（Uppsala University）[4]，已通过这种方法使CIGS太阳电池的器件效率提升到了20%以上。然而，当使用传统单加热蒸发源来蒸发铜（Cu）、铟（In）或镓（Ga）时，在坩埚的喷嘴处可以观察到明显的冷凝和液滴喷射现象[5,6]。如果这些液滴喷溅到衬底上，就会在CIGS薄膜上形成大量未充分硒化的金属相。此外，在低温沉积工艺中，金属元素的低扩散系数，会进一步恶化CIGS薄膜的质量[7]。为了制备高质量的CIGS薄膜，许多研究人员选择了由两个独立加热系统组成的双加热克努森蒸发源。其中一个加热系统用于蒸发坩埚中的镀膜材料，另一个用于使坩埚喷嘴保持高温，防止喷嘴处的冷凝和液滴喷射现象[6,8]。虽然，双加热克努森蒸发源的结构比传统蒸发源优越，但是，它的控制系统更复杂，所需成本更高。因此，有必要设计一种新型低成本的单加热克努森蒸发源来生长高质量CIGS薄膜。

在本工作中，我们重点研究了低温沉积过程中生长的CIGS薄膜。首先，调研了传统单加热蒸发源以不同生长速率制备的CIGS薄膜表面形貌的变化，并且对CIGS薄膜中一些未充分硒化的金属相进行观察；其次，试图通过仅增加硒蒸发源的温度，消除未充分硒化的金属相，但以失败告终；……