铜铟硒薄膜太阳电池
一、铜铟硒薄膜太阳电池的结构
铜铟硒（CuI
Se2简称CIS）薄膜太阳电池具有高的转换效率、低的制造成本以及性能稳定而成为光伏界研究热点之一。CIS以玻璃为衬底介绍铜铟硒薄膜太阳电池的结构，CIS太阳电池是在玻璃或其他廉价衬底上分别沉积多层而构成的光伏器件，其结构为：光→金属Al栅状电极窗口层CdS金属背电极Mo玻璃衬底。如图（一）。
图（一）CIS电池结构CIS太阳电池已发展了不同的结构，主要差别在于窗口材料的选择，最早是用CdS作窗口，其禁带宽度为242eV，通过参入适量的Z
S，成为CdZ
S材料，带隙有所增加。鉴于CdS对人体有害，大量使用会污染环境，而且材料本身带隙偏窄，近年来窗口层改用Z
O，带宽可达33eV，CdS只作为过渡层，其厚度大约几十纳米。为了增加光的入射率，在电池表面做一层减反膜MgF2，有益于电池效率的提高。CIS电池与NREL的CIS电池光谱曲线的对照情况。从图（二）可以看出，太阳电池的光谱响应在近红外区增加而在蓝光区减少。较差的短波相应主要是由于Cds层较多的光吸收，而好的长波响应说明CIS层具有较低的禁带宽。如果要增加短波响应，首先要降低Cds层的厚度。而窗口层制备采用蒸发法，厚度和电阻率的要求很难兼得。国外报道的Cds层的制备大都采用水浴法，这是因为水浴法生长的膜更加致密，厚薄更易控制。
二、工作原理
图（二）CIS太阳电池的光谱曲线
f太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏打效应就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，叫做光生电压。可将太阳电池发电过程大致概括为4点：（1）光照射到太阳电池表面；（2）太阳电池吸收一定能量的光子，激发出非平衡载流子（电子和空穴对）。这些电子和空穴有足够的寿命，在它们被分离之前不会复合消失；（3）光生载流子在太阳电池内建电场的作用下，电子空穴对被分离，从而产生与内建电场相反的光生电场，即光生电压；（4）在太阳电池两侧引出电极，接上负载，则在外电路中会产生光生电流。
三、铜铟硒薄膜太阳电池的制备方法
制备方法大体分为两类：（a）：以Cu，I
和Se作源进行反应蒸发，成为共蒸法。目前采用多元共蒸
法成膜工艺，虽然可制备出高水平CIGS的电池，但元素的化学配比很难靠蒸发来精确控制，因而电池的良品率不高，产业化的实现比较困难，另外蒸发法其原料的利用率低，对r