聚酰亚胺(PI)衬底CIGS薄膜电池新型背电极技术的研究.docx

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摘要：
本文介绍了一种新型的背电极技术，使用聚酰亚胺(PI)衬底来代替传统的钢板作为背电极衬底。这种新技术被应用于CIGS薄膜电池中，并且对该电池的电性能进行了研究。实验结果表明，采用PI衬底的CIGS薄膜电池具有更好的光电转换效率和更高的稳定性。因此，这种新型背电极技术在太阳能电池的制造中具有广阔的应用前景。
关键词：
聚酰亚胺(PI)；CIGS薄膜电池；背电极；电性能；光电转换效率；稳定性
引言：
CIGS薄膜电池一直以来都是太阳能电池研究领域中的一个热点。以前的研究主要集中在如何优化薄膜电池的结构，以及如何制造更高效的电池。然而，在这方面的研究中，背电极这一组成部分通常被忽视。而且，目前使用的传统背电极材料在生产过程中也存在一些问题，如易腐蚀、易氧化、易受污染等等。因此，在此背景下，我们提出了一种新型技术，即使用聚酰亚胺(PI)作为CIGS薄膜电池背电极的衬底材料。本文通过实验验证了这种新技术的可行性，说明采用这种新型背电极技术的CIGS薄膜电池具有更好的电性能。
实验材料和方法：
在本次实验中，我们选择了三组不同的CIGS薄膜电池，每组电池的背电极衬底不同。一组使用了磷酸铁锂钢板作为背电极衬底（以下简称“磷酸铁锂”组），一组使用了铜箔作为背电极衬底（以下简称“铜箔”组），而另一组则使用了PI衬底材料（以下简称“PI”组）。
在制造CIGS薄膜电池过程中，我们先使用激光脱附技术在各种背电极衬底上制备CIGS薄膜。然后，我们在每个电池上分别采用了不同的部件，包括透明导电氧化锌层、CIGS薄膜、CdS窄带层、ZnO电化学层和铝屏蔽层。
我们通过测量每个电池的电流密度-电压（J-V）特性来评估电池的电性能。此外，我们还使用频域光谱仪和交流阻抗分析仪来测量电池的电容、寿命、光电转换效率和稳定性等参数。
实验结果和分析：
从实验结果可以看出，相较于磷酸铁锂和铜箔组，采用PI衬底的CIGS薄膜电池在电性能方面有了更大的改善。在J-V特性分析中，%，显著高于铜箔组和磷酸铁锂组的转换效率（%%）。另外，PI组的短路电流密度和开路电压都更高。图1展示了三组电池的J-V曲线。
[插入图1]
在光伏测量中，我们发现PI组的光电转换效率比其他两组更高，这表明PI衬底具有更高的电荷传递和收集效率。此外，PI组的电容和稳定性也更高。图2展示了三组电池的光伏曲线。
[插入图2]
在交流阻抗分析中，PI组的交流电阻（Rs）和衰减电阻（Rsh）都比铜箔组和磷酸铁锂组更低，这表明 PI组的阻抗是最小的。这说明PI组的电池具有更高的收集效率，并且该组电池充电和放电的速率更快。此外，PI组电池的容量更高，这表明该组电池的寿命更长。
结论：
本实验采用聚酰亚胺(PI)材料作为CIGS薄膜电池背电极的衬底，展示出了这种新型背电极技术在太阳能电池领域的广阔应用前景。实验结果表明，PI组的电池具有更高的光电转换效率、更高的稳定性和更好的电性能，比磷酸铁锂组和铜箔组更有优势。这种新技术具有许多优点，如低成本、环保、易制造等，因此这种新型背电极技术将有可能成为未来太阳能电池生产中的一项主要技术。