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第1章 概论 1

1.1 太阳能电池的基本原理 3

1.1.1 p-n结及其光生伏特效应 3

1.1.2 太阳能电池的输出特性参数 4

1.2 太阳能电池的发展历史及分类 6

1.3 铜基薄膜太阳能电池的结构、原理及发展 9

1.3.1 铜基薄膜太阳能电池的结构、原理 9

1.3.2 铜基薄膜太阳能电池的发展 10

1.4 CIS、CIGS薄膜材料的特性及制备技术 12

1.4.1 CIS薄膜材料的晶体结构 12

1.4.2 CIS薄膜材料的光电特性 14

1.4.3 CIS、CIGS薄膜材料的制备技术 14

1.5 CuInS2薄膜的特性与制备技术 20

1.6 Cu2ZnSnS4薄膜的特性与制备技术 21

第2章 CuIn（Ga）Se2薄膜的涂覆法制备技术 23

2.1 制备工艺方法及薄膜性能测试技术 23

2.1.1 衬底材料的选择及处理工艺 23

2.1.2 CuIn1-xGaxSe2薄膜的涂覆法制备工艺流程 25

2.1.3 CuIn1-xGaxSe2薄膜的分析测试方法 26

2.2 前驱体料浆粒度的影响因素 27

2.3 化学成分对CuIn1-xGaxSe2薄膜特性的影响规律分析 29

2.3.1 CuIn1-xGaxSe2薄膜的成分分析 30

2.3.2 CuIn1-xGaxSe2薄膜的相结构 31

2.3.3 CuIn1-xGaxSe2薄膜的表面形貌及光学特性 33

2.4 热处理温度对CuIn1-xGaxSe2薄膜特性的影响规律分析 36

2.4.1 热处理温度对CuIn1-xGaxSe2薄膜成分的影响 36

2.4.2 热处理温度对CuIn1-xGaxSe2薄膜相结构的影响 37

2.4.3 热处理温度对CuIn1-xCaxSe2薄膜表面形貌及光学特性的影响 40

2.5 CuIn1-xGaxSe2薄膜特性的改善技术 42

2.6 CuIn1-xGaxSe2薄膜的高温处理特性 50

2.6.1 高温物相分析 50

2.6.2 CIGS薄膜高温处理光学特性 52

2.7 小结 53

第3章 电沉积制备CuInSe2薄膜及其特性 55

3.1 CuInSe2薄膜的制备工艺简述 56

3.1.1 基体材料及其表面处理 56

3.1.2 电沉积工艺及设备 58

3.1.3 硒化工艺设备 60

3.2 超声波电沉积Cu、In双层膜再硒化制备CuInSe2薄膜 61

3.2.1 超声波电沉积原理及工艺 61

3.2.2 电解液浓度对Cu、In薄膜质量的影响 64

3.2.3 沉积电流密度对Cu、In薄膜质量的影响 66

3.2.4 电沉积时间对双层膜Cu巭In原子比的影响 67

3.2.5 双层膜的表面形貌及相组成 70

3.2.6 硒化反应结果分析 71

3.3 恒电流共沉积和硒化制备CuInSe2薄膜 74

3.3.1 Cu-In合金共沉积原理 74

3.3.2 恒电流共沉积法制备Cu-In预制膜 77

3.3.3 超声波共沉积制备Cu-In预制膜 85

3.3.4 Cu-In预制膜的硒化反应研究 92

3.4 硒化过程及薄膜致密化的研究 96

3.4.1 硒化热力学分析 97

3.4.2 硒化过程中的In损失分析 99

3.4.3 CuInSe2薄膜致密化的研究 101

3.4.4 退火温度对CuInSe2薄膜的影响 104

3.5 小结 107

第4章 CuInS2薄膜的涂覆法制备技术 109

4.1 涂覆法制备CuInS2薄膜的技术方案 110

4.1.1 制备CuInS2薄膜的工艺流程 110

4.1.2 薄膜的分析测试方法 111

4.2 真空熔炼法制备Cu-In合金及其表征 112

4.3 CuInS2薄膜的制备及表征 115

4.3.1 热处理温度对薄膜的物相组成和化学成分的影响 117

4.3.2 热处理温度和压制工艺对CuInS2薄膜表面形貌的影响 121

4.3.3 CuInS2薄膜的光学性质 122

4.4 小结 125

第5章 磁控溅射－固态源硫化法制备CuInS2薄膜 126

5.1 磁控溅射法制备Cu-In合金预制膜 127

5.1.1 溅射功率对Cu-In合金薄膜成分的影响 127

5.1.2 溅射功率对Cu-In合金薄膜表面形貌的影响 128

5.2 硫化温度对CuInS2薄膜特性的影响规律分析 129

5.2.1 硫化温度对CuInS2薄膜成分的影响 129

5.2.2 硫化温度对CuInS2薄膜相结构的影响 129

5.2.3 硫化温度对CuInS2薄膜表面形貌的影响 130

5.2.4 硫化温度对CuInS2薄膜光学特性的影响 131

5.2.5 硫化温度对CuInS2薄膜电学性能的影响 133

5.3 硫化时间对CuInS2薄膜特性的影响规律分析 133

5.3.1 硫化时间对CuInS2薄膜成分的影响 133

5.3.2 硫化时间对CuInS2薄膜相结构的影响 134

5.3.3 硫化时间对CuInS2薄膜表面形貌的影响 135

5.3.4 硫化时间对CuInS2薄膜光学特性的影响 135

5.3.5 硫化时间对CuInS2薄膜电学性能的影响 136

5.4 小结 137

第6章 Cu2ZnSnS4薄膜材料的涂覆法制备技术 138

6.1 前驱体料浆的粒度分析 139

6.2 不同原料配比对Cu2ZnSnS4薄膜特性的影响 141

6.2.1 Cu2ZnSnS4薄膜的化学成分分析 141

6.2.2 不同原料配比对Cu2ZnSnS4薄膜相结构的影响 142

6.2.3 Cu2ZnSnS4薄膜的表面形貌分析 143

6.2.4 不同原料配比对Cu2ZnSnS4薄膜光学特性的影响 144

6.3 热处理温度对Cu2ZnSnS4薄膜特性的影响规律分析 146

6.3.1 热处理温度对Cu2ZnSnS4薄膜成分的影响 146

6.3.2 热处理温度对Cu2ZnSnS4薄膜相结构的影响 146

6.3.3 热处理温度对Cu2ZnSnS4薄膜表面形貌的影响 149

6.3.4 热处理温度对Cu2ZnSnS4薄膜光学特性的影响 150

6.4 小结 152

第7章 铜基中间带薄膜材料的制备研究 154

7.1 中间带太阳能电池概述 154

7.1.1 中间带的基本原理 154

7.1.2 中间带的形成 155

7.2 涂覆法制备中间带基体材料CuGaS2薄膜及其表征 157

7.2.1 CuGaS2薄膜的物相结构分析 157

7.2.2 CuGaS2薄膜的表面形貌及成分分析 159

7.2.3 CuGaS2薄膜的光电特性分析 161

7.3 CuGa1-xTixS2薄膜的制备及其性能研究 162

7.3.1 CuGa1-xTixS2薄膜的物相结构分析 162

7.3.2 CuGa1-xTixS2薄膜的表面形貌及成分分析 166

7.3.3 CuGa1-xTixS2薄膜的光电特性分析 167

7.4 小结 170

参考文献 172