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多晶铜铟镓硒(Cu(In，Ga)Se2，CIGS)薄膜太阳电池以其高转换效率、低成本以及高稳定性等特点，成为薄膜太阳电池发展的一个重要的方向，随着对太阳电池应用的推广，特别是太阳电池的高质功比以及可折叠型需求的出现，柔性衬底的CIGS薄膜太阳电池得到迅速发展。目前较为主流的CIGS薄膜电池的柔性衬底有聚合物衬底和金属箔衬底，其中，以聚酰亚胺(Polyimide，PI)为代表的聚合物衬底上制备的CIGS太阳电池近日发展较为迅速，目前，瑞士联邦材料测试与开发研究所(Swiss Federal Laboratories for Materials Science andTechnology Empa)在PI上制备的小面积CIGS薄膜电池的效率达到了18.7％，刷新了柔性衬底CIGS薄膜太阳电池的世界记录。
本文针对PI衬底上制备CIGS薄膜电池存在的问题，主要研究了低衬底温度沉积CIGS薄膜、Na掺杂以及PI衬底上的背电极Mo薄膜问题。PI衬底与传统的钠钙玻璃(Soda Lime Glass，SLG)相比，最大的特点就是衬底缺少Na元素，而相关研究表明，CIGS中掺入微量的Na元素，会对CIGS薄膜的特性起到很好的改善作用，因此，在PI衬底上制备CIGS薄膜太阳电池，需要人工掺入Na元素。研究表明，Na在CIGS中的作用与掺Na工艺密切相关。在本论文中，通过改变掺Na工艺研究了Na在CIGS薄膜中的作用。通过三步法共蒸发工艺制备CIGS薄膜过程中，采用共蒸NaF工艺，研究Na在CIGS生长过程中产生的作用，发现在CIGS成膜的中前期，Na对晶粒生长影响较大，主要表现为阻碍元素之间的互扩散、降低薄膜的结晶质量等，而在CIGS生长的中后期，Na的作用仅仅表现在改善薄膜的电学特性上，对薄膜结构及形貌特性等影响不明显，Na的这种作用可以描述为：Na存在于CIGS薄膜表面及晶界处，增加了晶界处的势垒。采用后掺Na工艺实现了既能改善CIGS薄膜的电学特性又不影响CIGS薄膜的生长过程。结果表明：后掺Na对薄膜特性的改善机制与Na存在于CIGS生长过程中的机制不同，它主要表现在钝化晶界形成点缺陷，提高薄膜的有效p型载流子浓度。除此之外，研究了PI衬底上的背电极优化问题，通过在PI上选择不同气压制备Mo薄膜，分析不同气压下Mo薄膜的特性，改进了PI上Mo薄膜的制备工艺，对CIGS薄膜器件特性及附着力提高起到了良好的作用。