热等静压烧结温度对Mo–Na合金性能影响

王 娜，朱 琦，周 莎，席 莎，武 洲，吴吉娜，张 晓，刘仁智，崔玉青，王 锦

金堆城钼业股份有限公司技术中心, 西安 710077

作为最具发展前景的薄膜太阳能电池，CuInGaSe2（CIGS）光伏产品以高光吸收系数、高转化效率、高稳定性、可调的禁带宽度、较强的抗辐射能力等优势不断抢占市场份额，逐渐成为新一代高效太阳能电池的主流产品[1–3]。薄膜太阳能电池应用的最根本问题是提高其光电转化效率。CIGS光伏电池的结构是在钠钙玻璃衬底上沉积一层钼（Mo）薄膜，然后将CuInGaSe2吸收层附着或生长在Mo薄膜上。研究发现，钠钙玻璃衬底中少量的Na离子可穿透Mo薄膜扩散到CuInGaSe2吸收层，提高了吸收层的载流密度，进而提高了这种电池的能量转化效率[4‒5]。在实际应用中，由于Mo层会阻碍Na的扩散，薄膜中Na含量不可控。利用Mo–Na合金靶材在玻璃基底上沉积一层Mo–Na合金薄膜，可以有效控制Na含量，提高光电转化效率。Mo–Na合金中的Mo和Na熔点相差较大 （Mo的熔点为2620±10 ℃，Na的熔点为98 ℃），在传统粉末冶金烧结过程中Na容易挥发，致使合金材料内部产生大量孔隙，导致Mo–Na合金中Na含量不可控，制备难度大[6–8]。

热等静压（hot isostatic pressing，HIP）工艺是一种以惰性气体为传压介质，将制品放置于密闭的容器中，在700～2000 ℃温度和100～200 MPa压力的共同作用下，向制品施加各向同等的压力，对制品进行压制烧结处理的技术[9‒10]。在高温高压的共同作用下，被加工件各向受压均衡，加工产品的相对密度高、均匀性好、性能优异。同时，由包套密封压制产生的内部高压可提高含Na化合物的沸点[11–16]。本文采用热等静压烧结法制备Mo–Na合金靶材，研究了烧结温度对Mo–Na合金靶材的显微组织、硬度、密度及Na质量分数的影响，为高密度Mo–Na合金靶材的制备提供基础。……