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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