專利名稱：CdTe薄膜太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及清潔能源領(lǐng)域，尤其是太陽(yáng)能電池領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)稱CdTe電池，它是一種以P型CdTe和η型Cd的異質(zhì)結(jié)為基礎(chǔ)的薄膜太陽(yáng)能電池。碲化鎘(CdTe)是II-VI族化合物半導(dǎo)體，帶隙I. 5eV，與太陽(yáng)光譜非常匹配，最適合于光電能量轉(zhuǎn)換，是一種良好的PV材料，具有很高的理論效率(28% )，性能很穩(wěn)定，一直被光伏界看重，是技術(shù)上發(fā)展較快的一種膜電池。第一個(gè)碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池是由RCA實(shí)驗(yàn)室在CdTe單晶上鍍上In的合金制得的，其光電轉(zhuǎn)換效率為2. I %。1982年，Kodak實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)沉積法在P型的CdTe上制備一層超薄的CdS，制備了效率超過(guò)10%的異質(zhì)結(jié)p-CdTe/n-CdS薄膜太陽(yáng)能電池。這是現(xiàn)階段締化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的原 型。20世紀(jì)90年代初，碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池已實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)，但市場(chǎng)發(fā)展緩慢，市場(chǎng)份額一直徘徊在1%左右。目前碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池在實(shí)驗(yàn)室中獲得的最高光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到17.3%。其商用模塊的轉(zhuǎn)換效率也達(dá)到了 10%左右。碲化鎘容易沉積成大面積的薄膜，沉積速率也高。CdTe薄膜太陽(yáng)電池通常以硫化鎘/碲化鎘(CdS/CdTe)異質(zhì)結(jié)為基礎(chǔ)。盡管CdS和CdTe和晶格常數(shù)相差10%，但它們組成的異質(zhì)結(jié)電學(xué)性能優(yōu)良，制成的太陽(yáng)電池的填充因子高達(dá)F F = O. 75。CdS/CdTe薄膜太陽(yáng)能電池是薄膜太陽(yáng)電池中發(fā)展較快的一種光伏器件。美國(guó)南佛羅里達(dá)大學(xué)于1993年用升華法lcm2面積上做出效率為15. 8%的太陽(yáng)電池；隨后，日本Matsushita Battery報(bào)道了 CdTe基電池以CdTe作吸收層,CdS作窗口層的n-CdS/P-CdTe半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)電池，其典型結(jié)構(gòu)為MgF2/玻璃/Sn02:F/n-CdS/P_dTe/背電極，電池最高轉(zhuǎn)換效率16%，成為當(dāng)時(shí)CdTe薄膜太陽(yáng)能電池的最高紀(jì)錄。近年來(lái)，太陽(yáng)電池的研究方向是高轉(zhuǎn)換效率、低成本和高穩(wěn)定性。因此，以CdTe為代表的薄膜太陽(yáng)電池倍受關(guān)注，Siemens報(bào)道了面積為3600cm2電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到11. I %的水平。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室提供了 Solar Cells Inc的面積為6879cm2CdTe薄膜太陽(yáng)電池的測(cè)試結(jié)果，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到7. 7% ；Bp Solar的CdTe薄膜太陽(yáng)電池，面積為4540cm2,效率為8.4%,M積為706cm2的太陽(yáng)電池，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到10. 1% ； Go I dan Photon的CdTe太陽(yáng)電池，面積為3528cm2，轉(zhuǎn)換效率為7. 7%。國(guó)內(nèi)四川大學(xué)制備出轉(zhuǎn)換效率為13. 38%的小面積單元太陽(yáng)能電池，54cm2集成組件轉(zhuǎn)換效率達(dá)到7%。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)成本低、實(shí)用新型率高的CdTe薄膜太陽(yáng)能電池。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用信心不夠采取的技術(shù)方案為一種CdTe薄膜太陽(yáng)能電池，包括依次排列的背電極、背接觸極、CdTe吸收層、CdS窗口層、TCO層和玻璃襯底；其特征在于所述CdTe吸收層的面積為O. 55-0. 9m2，所述背接觸極與CdTe形成歐姆接觸；所述TCO層為透明導(dǎo)電氧化層。玻璃襯底主要對(duì)電池起支架、防止污染和入射太陽(yáng)光的作用。TCO層即透明導(dǎo)電氧化層。主要起的是透光和導(dǎo)電的作用。CdS窗口層η型半導(dǎo)體，與P型CdTe組成ρ-η結(jié)。CdTe吸收層它是電池的主體吸光層，與η型的CdS窗口層形成的ρ_η結(jié)是整個(gè)電池最核心的部分。背接觸層和背電極為了降低CdTe和金屬電極的接觸勢(shì)壘，引出電流，使金屬電極與OdTe形成歐姆接觸。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述CdTe吸收層的面積為O. 55m2、O. 75m2 或者 O. 9m2。本實(shí)用新型采用CdTe薄膜作為吸收層，CdTe薄膜的面積為O. 55-0. 9m2，所述背接觸極與CdTe形成歐姆接觸；所述TCO層為透明導(dǎo)電氧化層。因此，本實(shí)用新型成本低，提高了能量轉(zhuǎn)換效率，因此使用效率高。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I參見(jiàn)圖1，本CdTe薄膜太陽(yáng)能電池，包括依次排列的背電極、背接觸極、CdTe吸收層、CdS窗口層、TCO層和玻璃襯底；所述CdTe吸收層的面積為O. 55-0. 9m2，所述背接觸極與CdTe形成歐姆接觸；所述TCO層為透明導(dǎo)電氧化層。所述CdTe吸收層的面積為O. 55m2、
0.75m2 或者 O. 9m2。本CdTe薄膜太陽(yáng)能電池的優(yōu)點(diǎn)是理想的禁帶寬度，CdTe的禁帶寬度一般為
1.45eV, CdTe的光譜響應(yīng)和太陽(yáng)光譜非常匹配；高光吸收率，CdTe的吸收系數(shù)在可見(jiàn)光范圍高達(dá)104cm-l以上，95%的光子可在Iym厚的吸收層內(nèi)被吸收；轉(zhuǎn)換效率高，碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的理論光電轉(zhuǎn)換效率約為28% ;電池性能穩(wěn)定，一般的碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)使用時(shí)間為20年；電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
權(quán)利要求1.一種CdTe薄膜太陽(yáng)能電池，包括依次排列的背電極、背接觸極、CdTe吸收層、CdS窗口層、TCO層和玻璃襯底；其特征在于所述CdTe吸收層的面積為O. 55-0. 9m2，所述背接觸極與CdTe形成歐姆接觸；所述TCO層為透明導(dǎo)電氧化層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CdTe薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于所述CdTe吸收層的面積為 O. 55m2、O. 75m2 或者 O. 9m2。
專利摘要本實(shí)用新型CdTe薄膜太陽(yáng)能電池，包括依次排列的背電極、背接觸極、CdTe吸收層、CdS窗口層、TCO層和玻璃襯底；所述CdTe吸收層的面積為0.55-0.9m2，所述背接觸極與CdTe形成歐姆接觸；所述TCO層為透明導(dǎo)電氧化層。所述CdTe吸收層的面積為0.55m2、0.75m2或者0.9m2。本實(shí)用新型采用CdTe薄膜作為吸收層，CdTe薄膜的面積為0.55-0.9m2，所述背接觸極與CdTe形成歐姆接觸；所述TCO層為透明導(dǎo)電氧化層。因此，本實(shí)用新型成本低，提高了能量轉(zhuǎn)換效率，因此使用效率高。
文檔編號(hào)H01L31/0224GK202601634SQ20122024182
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者張開(kāi)駒 申請(qǐng)人:南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院