研究目的
通过优化晶粒尺寸、界面质量和镓梯度，在具有单梯度带隙分布的超薄铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池中实现高效率。
研究成果
这款厚度仅为1.3微米的超薄铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池，在未采用任何光捕获和抗反射涂层技术的情况下，实现了11.72%的最高转换效率。该超薄CIGS太阳能电池因背电场的形成而展现出更高的开路电压，并具备良好的抗离子轰击能力，显示出其在太空设备中的潜在应用价值。
研究不足
研究发现，超薄铜铟镓硒（CIGS）电池的效率大幅降低，主要原因是开路电压（Voc）和短路电流密度（Jsc）下降，这归因于光学损失、背接触复合以及吸收层性能退化。
1：实验设计与方法选择：
采用三阶段共蒸发法合成铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池。第一、二、三阶段的衬底温度分别控制在300°C和550°C。
2：样品选择与数据来源：
CIGS太阳能电池结构为"衬底/Mo/CIGS/CdS/ZnO/ITO/Au"。通过第一阶段沉积时间控制CIGS厚度。
3：实验设备与材料清单：
自制磁控溅射设备制备Mo背电极，自制五源共蒸发系统制备CIGS吸收层，Veeco Dektak 150探针式轮廓仪，场发射扫描电镜（FESEM, FEI NOVA NANOSEM 450），透射电镜（JEM-2100F, 日本电子株式会社），X射线衍射（XRD）图谱采用Cu Kα辐射在X’Pert PRO上采集。
4：实验流程与操作步骤：
通过三阶段共蒸发法制备CIGS吸收层，化学浴沉积（CBD）法沉积CdS缓冲层，射频（RF）磁控溅射法沉积高阻i-ZnO层和高导掺铟氧化锡（ITO）。
5：数据分析方法：
薄膜厚度通过Veeco Dektak 150探针式轮廓仪测量，并结合截面扫描电镜图像进一步确定。元素表征采用能谱仪（EDS）、二次离子质谱（SIMS）和X射线荧光（XRF）测定。
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获取完整内容-
Veeco Dektak 150 stylus profilometer
Dektak 150
Veeco Instrument Inc.
Measuring the thicknesses of the obtained thin films in the CIGS solar cell.
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Field emission SEM
FEI NOVA NANOSEM 450
FEI
Determining the thickness and morphology of the solar cell.
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Transmission electron microscopy
JEM-2100F
JEOL Ltd
Characterizing the CIGS solar cell device.
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X-ray diffraction
X’Pert PRO
Collecting the XRD pattern of the CIGS layer.
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