这样高的吸收系数，亦即这样小的吸收长度（
1／α)，对于太阳电池基区光子的吸收、少数
载流子的收集，因而也即对光电流的收集产生了非常有利的条件。这也就是
CdS／
Cu1nSe
2
太阳电池会有
39mA/cm
2
这样高的短路电流密度的原因，这样小的吸收长度，
使薄膜的厚度可以很薄，而且薄膜的少数载流子扩散长度也是很容易超过
1／α，甚至对结
晶程度很差或者多子浓度很高的材料，其扩散长度也容易超过
V0、Cu1nSe
2
的光学性质主
要取决于材料的元素组份比、各组份的均匀性、结晶程度、晶格结构及晶界的影响。大量实验
表明，材料的元素组份与化学计量比偏离越小，结晶程度好，元素组分均匀性好，温度越
低其光学吸收特性越好。具有单一黄铜矿结构的
Cu1nSe
2
薄膜，其吸收特性比含有其它成
份和结构的薄膜要好。表现为吸收系数增高，并伴随着带隙变小。
富 cu 的薄膜比富 1n 的薄膜吸收特性好，原因是富 Cu 的薄膜比富 In 的薄膜的结晶程
度好。沉积衬底温度高的（
770K）富 Cu 薄膜比沉积衬底温度低的（570K）薄膜的吸收特
性好
1 原因是前者具有单一的黄铜矿结构，而后者不具有。
室温（300K）下，单晶 Cu1nSe
2
的直接带隙为
0.95eV-0.97eV。多晶薄膜为
1.02eV，而且单晶的光学吸收系数比多晶薄膜的吸收系数要大。引起这一差别的原因是由
于单晶材料较多晶薄膜有更完善的化学计量比，组份均匀性和结晶好。在惰性气体中进行热
处理后，多晶薄膜的吸收特性向单晶的情况靠近，这说明经热处理后多晶薄膜的组份和结
晶程度得到了改善。然而，有人认为这种差别是由于膜中价带边的界面态和晶粒间界的原因
造成。
吸收特性随材料工作温度的下降而下降，其带隙随温度的下降而稍有升高。当温度由室
温
300K 降到 10DK 时，Eg 上升 0.02eV，即 100K 时，单晶 CulnSe
2
的带隙为
0.98eV，多晶 CulnSe
2
的带隙为
1.04eV。
不论单晶或多晶在低吸收区出现一个尾巴，即出现了附加吸收区，该区中使得 α
2
-hv
不再为直线，不再遵从允许直接跃迁的
ahv-A（hv-Eg）
½
这一关系。
对于单晶，这一现象由于伴随着声子吸收的跃迁产生，这种跃迁遵守 α=A'（hv-E
gi
＋
E
p
)2／[exp（Ep／kT）-1］，其中 A'为常数，E
p
为声子能量，
E
gi
为间接带隙。
对于多晶薄膜，上述两种 α～hv 关系都不成立，这种附加吸收可能是由于 Dow-
Redfiled 效应引起的。
2.3 CulnSe
2
材料的电学性质
CulnSe
2
材料的电学性质（电阻率、导电类型、载流子浓度、迁移率）主要取决于材料的
元素组份比，以及由于偏离化学计量比而引起的固有缺陷（如空位、填隙原子、替位原子），
此外还与非本征掺杂和晶界有关。
2.3.1 导电类型
对材料的元素组份比接近化学计量比的情况，按照缺陷导电理论，一般有如下的结果：
当
Se 不足时，Se 空位呈现施主；当 Se 过量时，呈现受主；当 Cu 不足时，Cu 空位呈现
受主；当
Cu 过量时，呈现施主。当 In 不足时，In 空位呈现受主。当 In 过量时，呈现施主。
在薄膜的成份偏离化学计量比较大的情况下，情况变得非常复杂。因为这时薄膜的组份
不再是具有单一黄铜矿结构的
CulnSe
2
，而包含其它的相（
Cu
2
S
2
、
Cu
2-
x
Se、In
2
Se
3
、
InSe…）。在这种情况下，薄膜的导电性主要由 Cu／In 比决定，一般随着 Cu
／
In 比的增加，其电阻率下降，p 型导电性增强。导电类型与 Se 浓度的关系不大，但是 p
型导电性随着
Se 浓度的增加而增加。
2.3.2 薄膜导电性对元素组份比的依赖
实验证明，CulnSe
2
薄膜的导电性与薄膜的成份有如下关系：
1）当 Cu／In＞1 时，不论 Se／（Cu＋In）之比大于还是小于 1，薄膜的导电类型都
为
p 型，而且具有低的电阻率，载流子浓度为 10
16
-10
20
cm
3
但是当
Se／（Cu＋In）＞1
时，发现有
Cu
2-x
Se 存在。
2）当 Cu／In＜1，若 Se／（Cu＋In）＞1 时，则薄膜为 p 型，具有中等的电阻率，
或薄膜为
n 型，具有高的电阻率。若 Se／（Cu＋In）＜1，则薄膜为 p 型，具有高的电阻
率，或薄膜为
n 型，具有低的电阻率。其中当 Cu／In＜1 且 Se／（Cu＋In）＜1 时的高阻
p 型薄膜已在实验中获得了高效电池（10％）。
2.4.CulnSe
2
薄膜生长工艺
Cu1nSe
2
薄膜的生长方法主要有：真空蒸发法、
Cu-In 合金膜的硒化处理法（包括电
沉积法和化学热还原法）、封闭空间的气相输运法（
CsCVT）、喷涂热解法、射频溅射法等。
2．4．1 单源真空蒸发法
首先用元素合成法制备 CulnSe
2
源材料。制法是，按化学计量比称取高纯的（
5N）Cu、
In、Se
2
粉未。一般
Se 稍过量（0.02at％）以获得 p 型材料，将源料放入一端封闭的石英