目前,高轉(zhuǎn)換效率的CICS薄膜電池是實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的共蒸法制造出來(lái)的。Cu、In、Ga和Se蒸發(fā)源提供成膜時(shí)的四種元素。原子吸收譜(AAS)和電子碰撞散射譜(EEIS)等用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)薄膜成分及蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率等參數(shù)，對(duì)薄膜生長(zhǎng)進(jìn)行精確控制。高效CICS太陽(yáng)電池沉積時(shí)的襯底溫度般高于530℃，而每個(gè)蒸發(fā)源的溫度必須個(gè)別調(diào)整，以控制元索的蒸發(fā)速率，進(jìn)而控制所沉積出Culn1-x,.GaX,Se2薄膜的化學(xué)計(jì)量比。通常,Cu靶的溫度為1300 - 1400℃,靶溫度為1000 ~ 1100℃，Ca粑溫度為1150~ 1250℃ ,Se靶溫度為300 ~ 350℃。

　　Cu、ln和Ca在基板上的黏附系數(shù)相當(dāng)高，所以利用Cu、In和Ca的原子流通量就可以控制博膜組成及成長(zhǎng)速率。In與Ga的相對(duì)組成比例界定了帶院的大小。Se具有很高的蒸氣壓和較低的黏附系數(shù)，所以揮發(fā)出來(lái)的Se的原子流通量必須大于Cu、In和Ca的總量，過(guò)量的Se會(huì)從薄膠表面再次蒸發(fā)。如果Se的量不足，便會(huì)導(dǎo)致In和Ca以In,Se和Ca,Se的形態(tài)損失掉。通過(guò)對(duì)CICS薄膜生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的研究，發(fā)現(xiàn)Cu蒸發(fā)速率的變化強(qiáng)烈影響薄膜的生長(zhǎng)機(jī)制。根據(jù)Cu的蒸發(fā)過(guò)程，共蒸法工藝可以分為一步法、兩步法和三步法。因?yàn)镃u在薄膜中的擴(kuò)散速度足夠快,所以無(wú)論采用哪種工藝，在薄膜的厚度中，基本呈均勻分布。

　　一步法就是在沉積過(guò)程中，保持四種蒸發(fā)源的流量不變，這種I藝控制相對(duì)簡(jiǎn)單,適合商業(yè)化生產(chǎn)，但所制備的薄膜晶粒尺寸小且不形成梯度帶隙。

　　兩步法工藝又稱(chēng)Boeing雙層工藝，襯底溫度和蒸發(fā)源流量變化曲線先在襯底溫度為400~450℃時(shí)，沉積第層富Cu的CIGS薄膜，該層具有小的晶粒尺寸和低的電阻率。第二層薄膜是在高襯底溫度(550℃)下沉積的貧Cu的CIGS海膜，這層膜具有大的晶粒尺寸和高的電阻率。在該工藝過(guò)程中，CIGS薄膜表面被Cu、Se覆蓋，在高于523℃時(shí)，該物質(zhì)以液相存在，這將增大組成原子的遷移率,終獲得大晶粒尺寸的薄膜。

　　三步法工藝過(guò)程。首先，在襯底溫度為250 ~ 300℃時(shí),用共蒸法使90%的In 、Ga和Se元素形成( Ing ,Ca3)2Se,預(yù)制層,Se/(In +Ga)流量比大于3;第二步，在襯底溫度為550 - 580C時(shí)蒸發(fā)Cu .Se,直到薄膜稍微富Cu時(shí)結(jié)束;第三步，在保持第二步襯底溫度條件下，共蒸剩余10%的In 、Ga和Se，在薄膜表面形成富In的薄層，并終得到接近化學(xué)計(jì)算比的CuIn0.7,Ca0.3,Se2薄膜，該工藝所制備的薄膜表面光滑、晶粒緊湊、尺寸大且存在著Ca的雙梯度帶隙，終使得CIGS太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率較高。

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