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CIGS薄膜太阳能电池用背电极性能研究

2021-10-11姚婷婷彭塞奥王天齐甘治平

燕山大学学报 2021年5期

姚婷婷,彭塞奥,王天齐,甘治平,李 刚,*

(1. 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 浮法玻璃新技术国家重点实验室,安徽 蚌埠 233000;2. 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 硅基材料安徽省实验室,安徽 蚌埠 233000)

0 引言

近年来,我国光伏产业飞速发展,应用形式也从最初的路灯照明、地面电站发展到光伏建筑一体化铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池以优异的综合发电效率,易与建筑物结合等优点,是光伏系统在市场应用的最佳选择,未来CIGS薄膜太阳能电池在大型荒漠电站、与建筑物结合及并网发电等领域发展潜力巨大[1-4]。

Mo是一种化学性质比较稳定的金属,因此传统背电极主要采用Mo薄膜作为CIGS电池背接触电极材料,具有以下优点:在CIGS吸收层沉积过程中,不会与CIGS吸收层发生反应或者扩散进入CIGS吸收层中;Mo与CIGS吸收层的接触电阻很低,即便在CIGS电池制备过程中,Mo的导电能力也不会降低[5-8]。但是由于Mo膜较厚,导致薄膜应力大,与基板玻璃附着强度较低;且Mo膜制备成本较高,因此,部分学者致力于寻找替代Mo的背电极材料。

新的背电极材料要求必须可以降低电极的制造成本,即新的低成本导电层来取代Mo,同时提高CIGS薄膜太阳能电池模块的性能。通过大量研究,人们把目光集中在采用Al、Ti、CuZn等金属薄膜或合金薄膜来替代Mo,通过进行了大量实验并参考不同金属的导电机理研究[9];根据FDS notes (File Data Security notes),发现与Al或其他金属薄膜相比,CuZn合金薄膜是更合适的导电层。CuZn具有以下优异的特性:1) 高的热稳定性(CuZn30熔点967 ℃)和化学稳定性;……

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