CIGS薄膜太阳电池在稳定性、能量比重等方面具有其它光伏器件无可比拟的优势，但其器件结构自1982年以来，未发生大的改变，效率的进一步提升也碰到了天花板。项目针对当前硅电池研究成果中提出的背场效应等进展，考虑将这些器件结构的研究成果和优化措施应用到CIGS电池中，在CIGS/Mo界面层上建立p+薄膜，从而建立背场结构CIGS电池并考查背场效应对CIGS电池效率的影响。项目根据Mo层与CIGS层的物化性质和半导体特性，圈定了Cu2-xO、MoO2+x、Cu9S5、NiOx和有机无机杂化半导体等作为p+薄膜的范围，并分别开展了材料合成和薄膜制备工作，成功在Mo层上分别采用反应溅射制备MoO2+x，采用前驱体溶液法和墨水法制备Cu9S5，采用电化学沉积-热处理制备NiOx，实现Mo层上p+薄膜的有效制备。研究了制备工艺条件对p+薄膜结构形貌的影响及光电性能的影响；实验建立了MoO2+x/Mo、FTO/Cu9S5和CdS/Cu9S5等双层界面结构模型，并对界面结合性况，载流子输运效果等开展了研究；组装了基于背场效应的AZO/ZnO/CdS/CIGS/p+/Mo结构CIGS薄膜电池，对比传统AZO/ZnO/CdS/CIGS/Mo结构CIGS电池，研究了p+薄膜对CIGS电池转换效率的影响。结果表明，在相同工艺水平下，NiOx等p+层在CIGS/Mo界面上的插入，可以提升3%左右的电池转效率（从传统结构的12%左右提升至背场结构的15%）。.研究也发现，p+层在CIGS/Mo界面上的插入极易引起CIGS吸收层与Mo层的结合不良，也会在“三线”组装工艺中导致P2位置AZO/Mo层界面结合不良。这可能与p+层与CIGS和AZO的高温润湿行为有关，在针对NiOx的工作中，通过紫外辐照等手段，可以明显改善这一情况，更多的工作需要在后期的研究中进一步探索和改善。总体而言，项目通过在CIGS薄膜太阳电池中在Mo层表面制备p+层，验证了背场效应对于CIGS薄膜太阳电池的有效性，其效率提升空间值得进一步开展深入研究。