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太阳能电池铜铟硒基吸收材料形成过程的热力学和动力学研究

批准号50672012 学科分类无机非金属材料设计及相图 ( E021302 )
负责人储茂友 职称教授 单位名称北京有色金属研究总院
资助金额 30万元 项目类别 面上项目 起止年月 2007年01月01日 至 2009年12月31日
主题词 光伏电池;铜-铟-硒;相图计算;动力学;
附注说明 黄铜矿结构铜铟硒基化合物(CIS)作为太阳能电池吸收材料,具有十分良好的潜力,但其成分范围宽,所属体系相关系复杂,产品性能对成分和结构十分敏感,因此存在工艺重复性差,高效电池成品率低等问题。本项目拟通过建立热力学和动力学数据库,应用相关软件,来研究CIS的生长过程。对现有二元系热力学模型进行修正,收集三元系和四元系相图和热力学性质实验数据,采用电动势法测定Cu-In-Ga和Cu-In-Ga-Se体系的活度,以弥补该体系短缺的数据,通过热力学优化,由低元到高元逐步建立Cu-In-Ga-Se四元系热力学模型。利用CIS生长动力学实验数据,优化出不同元素在CIS生长层的迁移率参数,建立相关迁移率数据库。和相关软件结合,构筑CIS基太阳能电池材料的材料设计平台。预测不同工艺条件对产物组成及相结构的影响。寻找要得到理想组成和结构的CIS薄膜所对应的工艺条件。

成果

序号 课题 类型 参与人

摘要

结题摘要 黄铜矿结构铜铟硒基化合物(CIS)作为太阳能电池吸收材料,具有十分良好的潜力,但其成分范围宽,所属体系相关系复杂,产品性能对成分和结构十分敏感,因此存在工艺重复性差,高效电池成品率低等问题。本项目拟通过建立热力学和动力学数据库,应用相关软件,来研究CIS的生长过程。对现有二元系热力学模型进行修正,收集三元系和四元系相图和热力学性质实验数据,采用电动势法测定Cu-In-Ga和Cu-In-Ga-Se体系的活度,以弥补该体系短缺的数据,通过热力学优化,由低元到高元逐步建立Cu-In-Ga-Se四元系热力学模型。利用CIS生长动力学实验数据,优化出不同元素在CIS生长层的迁移率参数,建立相关迁移率数据库。和相关软件结合,构筑CIS基太阳能电池材料的材料设计平台。预测不同工艺条件对产物组成及相结构的影响。寻找要得到理想组成和结构的CIS薄膜所对应的工艺条件。

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