直流磁控溅射厚度对Cu(Inx，Ga1-x)Se2背接触Mo薄膜性能的影响*

田 晶 杨 鑫 刘尚军 练晓娟 陈金伟 王瑞林

(四川大学材料科学与工程学院，成都 610065)

(2012年12月27日收到;2013年1月31日收到修改稿)

1 引言

Mo薄膜具有优良的电学、光学及热稳定性能，目前已被广泛用于高效Cu(Inx，Ga1-x)Se2(CIGS)薄膜太阳电池制备领域的背接触层材料.相比其他的CIGS薄膜太阳电池背接触层材料，如W，Mo，Cr，Ta，Nb，V，Ti，Mn 等，Mo展现了突出的综合性能[1]，这主要归结于CIGS吸收层在沉积过程中随温度的升高，在CIGS/Mo界面垂直方向上存在一个延伸到Mo层中的MoSe2层，这不仅提高了CIGS/Mo界面的附着强度，而且使CIGS/MoSe2/Mo的异质接触形成理想的欧姆接触.Wada等[2,3]经研究提出了上述机理并通过吸收峰计算了MoSe2的带宽为1.41 eV，Assmann等[4]采用RF两步法沉积了Mo薄膜并通过三点法测量了CIGS/Mo的接触电阻ρc≤ 0.08 Ω.

目前Mo背接触层材料主要采用磁控溅射进行制备，引领CIGS薄膜太阳电池研究的美国国家可再生能源实验室(NREL)和创下转化效率最新世界纪录的德国太阳能和氢能研究中心(ZSW)均采用此工艺制备背接触层材料[5,6].磁控溅射法的工艺条件(如溅射电源、溅射功率、Ar气压、溅射时间、衬底温度及靶基距等)与Mo薄膜的微观形貌、电学性能及衬底结合度密切相关，从上世纪末至今已有大量学者对此进行了研究，尤其对Mo薄膜电阻率和衬底结合度随溅射功率增大和Ar气压减小而降低的规律进行了深入的探索和分析，并在此基础上提出了双层Mo背接触层的设计来满足实际应用中对于背接触层低电阻率和高衬底结合度的要求[7-13].但是，对于溅射时间直接影响Mo薄膜……