CN104377261A - 一种CdTe薄膜太阳能电池板及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CdTe薄膜太阳能电池板,包括有玻璃基片,其特征在于:在所述的玻璃基片的复合面上由内到外依次相邻地复合有四个膜层,其特征在于:其中第一膜层即最内层为ZnO层,第二膜层为CdS层,第三膜层为CdTe层,第四膜层为背电极层。本发明目的是克服了现有技术的不足,提供一种复合有CdTe膜层,光电转换效率高,太能利用率高的CdTe薄膜太阳能电池板。本发明还提供一种CdTe薄膜太阳能电池板的制备方法。

Description

一种CdTe薄膜太阳能电池板及制备方法
【技术领域】
本发明涉及一种太阳能电池构件,更具体地说是一种太阳能电池用电池板。本发明还涉及一种CdTe薄膜太阳能电池板的制备方法。
【背景技术】
现有的太阳能电池板成本高,相对光电转换效率低,为了更有效地提高太阳能电池板的转换效率,需要对太阳能电池板结构作出进一步改进。
【发明内容】
本发明目的是克服了现有技术的不足,提供一种复合有CdTe膜层,光电转换效率高,太能利用率高的CdTe薄膜太阳能电池板。本发明还提供一种CdTe薄膜太阳能电池板的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种CdTe薄膜太阳能电池板,包括有玻璃基片1,其特征在于:在所述的玻璃基片1的复合面上由内到外依次相邻地复合有四个膜层,其特征在于:其中第一膜层即最内层为ZnO层21,第二膜层为CdS层22,第三膜层为CdTe层23,第四膜层为背电极层24。
如上所述的CdTe薄膜太阳能电池板,其特征在于所述的ZnO层21的厚度为500nm。
如上所述的CdTe薄膜太阳能电池板,其特征在于所述第二膜层为CdS层22的厚度为50~100nm。
如上所述的CdTe薄膜太阳能电池板,其特征在于所述第三膜层为CdTe层23的厚度为50~100nm。
如上所述的CdTe薄膜太阳能电池板,其特征在于所述第四膜层为背电极层24包括铜层241和银层242。
如上所述的CdTe薄膜太阳能电池板,其特征在于所述铜层241的厚度为10nm,银层242的厚度为40nm。
一种制备上述的CdTe薄膜太阳能电池板的方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)磁控溅射ZnO层,用AZO作为靶材,交流溅射,用氩气作为溅射气体,掺杂少量比例的氧气,氩氧体积比为10:1,采用8个阴极,每个阴极溅射功率40KW,溅射生产速度2m/min;
(2)沉积CdS层,采用化学气相沉积法,采用“离子离子”模型制备;
(3)升华CdTe层,采用近空间升华法制备,将镀有ZnO和CdS的玻璃基片加热到680~700摄氏度,用氩气作为保护气体,利用高纯CdTe作为蒸发源,真空压力3x10-2Pa,在700摄氏度下升华,沉积出CdTe产品薄膜,沉积速率50~160nm/s;
(4)用超声喷雾喷涂CdCl2乙醇溶液,烘干,通入氧气,加热到380~420摄氏度,保持30~60分钟,用去离子水清洗CdTe膜面的CdCl2残留物;
(5)沉积背电极层,用含0.1%溴的乙醇溶液刻蚀CdTe膜面,依次蒸发镀10nmCu和40nmAg,在N2保护下于150度热处理90分钟,在过渡层制备完成后,利用蒸发沉积制备Ag/Cu作为背电极。
如上所述的制备CdTe薄膜太阳能电池板的方法,其特征在于所述步骤(2)中膜层禁带宽度2.4eV,吸收率104-105cm-1,用来作为n型窗口层掺杂,掺杂浓度1016个/cm3
与现有技术相比,本发明有如下优点:
本发明通过复合有CdTe膜层,光电转换效率高,太能利用率高可以大批量生产。
【附图说明】
图1是本发明结构示意图。
【具体实施方式】
一种CdTe薄膜太阳能电池板,包括有玻璃基片1,在所述的玻璃基片1的复合面上由内到外依次相邻地复合有四个膜层,其特征在于:其中第一膜层即最内层为ZnO层21,第二膜层为CdS层22,第三膜层为CdTe层23,第四膜层为背电极层24。CdTe即碲化镉。
所述的ZnO层21,即氧化锌层,ZnO的厚度为500nm。
所述第二膜层为CdS层22,即硫化镉层,CdS层的厚度为50~100nm。
所述第三膜层为CdTe层23的厚度为50~100nm。
所述第四膜层为背电极层24包括铜层241和银层242。作为导电层。
所述铜层241的厚度为10nm,银层242的厚度为40nm。
一种制备上述的CdTe薄膜太阳能电池板的方法,包括如下步骤:
(1)磁控溅射ZnO层,用AZO作为靶材,交流溅射,用氩气作为溅射气体,掺杂少量比例的氧气,氩氧体积比为10:1,采用8个阴极,每个阴极溅射功率40KW,溅射生产速度2m/min;面电阻为15欧。
(2)沉积CdS层,采用化学气相沉积法,采用“离子离子”模型制备,膜层禁带宽度2.4eV,吸收率104-105cm-1,用来作为n型窗口层掺杂,掺杂浓度1016个/cm3
(3)升华CdTe层,采用近空间升华法制备,将镀有ZnO和CdS的玻璃基片加热到700摄氏度,用氩气作为保护气体,利用高纯CdTe作为蒸发源,真空压力3x10-2Pa,在700摄氏度下升华,沉积出CdTe产品薄膜,沉积速率50~160nm/s;
(4)用超声喷雾喷涂CdCl2乙醇溶液,烘干,通入氧气,加热到400摄氏度,保持30~60分钟,用去离子水清洗CdTe膜面的CdCl2残留物;
(5)沉积背电极层,用含0.1%溴的乙醇溶液刻蚀CdTe膜面,依次蒸发镀10nmCu和40nmAg,在N2保护下于150度热处理90分钟,在过渡层制备完成后,利用蒸发沉积制备Ag/Cu作为背电极。
CdTe的禁带宽度为1.45Ev,用其作为薄膜太阳能电池的材料生产成本低,相对光电转换效率高,可以大批量生产,是一种具有重要应用前景的薄膜太阳能电池构件。

Claims (8)

1.一种CdTe薄膜太阳能电池板,包括有玻璃基片(1),其特征在于:在所述的玻璃基片(1)的复合面上由内到外依次相邻地复合有四个膜层,其特征在于:其中第一膜层即最内层为ZnO层(21),第二膜层为CdS层(22),第三膜层为CdTe层(23),第四膜层为背电极层(24)。
2.根据权利要求1所述的CdTe薄膜太阳能电池板,其特征在于所述的ZnO层(21)的厚度为500nm。
3.根据权利要求1所述的CdTe薄膜太阳能电池板,其特征在于所述第二膜层为CdS层(22)的厚度为50~100nm。
4.根据权利要求1所述的CdTe薄膜太阳能电池板,其特征在于所述第三膜层为CdTe层(23)的厚度为50~100nm。
5.根据权利要求1所述的CdTe薄膜太阳能电池板,其特征在于所述第四膜层为背电极层(24)包括铜层(241)和银层(242)。
6.根据权利要求5所述的CdTe薄膜太阳能电池板,其特征在于所述铜层(241)的厚度为10nm,银层(242)的厚度为40nm。
7.一种制备权利要求1-6任意一项所述的CdTe薄膜太阳能电池板的方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)磁控溅射ZnO层,用AZO作为靶材,交流溅射,用氩气作为溅射气体,掺杂少量比例的氧气,氩氧体积比为10:1,采用8个阴极,每个阴极溅射功率40KW,溅射生产速度2m/min;
(2)沉积CdS层,采用化学气相沉积法,采用“离子离子”模型制备;
(3)升华CdTe层,采用近空间升华法制备,将镀有ZnO和CdS的玻璃基片加热到680~700摄氏度,用氩气作为保护气体,利用高纯CdTe作为蒸发源,真空压力3x10-2Pa,在700摄氏度下升华,沉积出CdTe产品薄膜,沉积速率50~160nm/s;
(4)用超声喷雾喷涂CdCl2乙醇溶液,烘干,通入氧气,加热到380~420摄氏度,保持30~60分钟,用去离子水清洗CdTe膜面的CdCl2残留物;
(5)沉积背电极层,用含0.1%溴的乙醇溶液刻蚀CdTe膜面,依次蒸发镀10nmCu和40nmAg,在N2保护下于150度热处理90分钟,在过渡层制备完成后,利用蒸发沉积制备Ag/Cu作为背电极。
8.根据权利要求7所述的制备CdTe薄膜太阳能电池板的方法,其特征在于所述步骤(2)中膜层禁带宽度2.4eV,吸收率104-105cm-1,用来作为n型窗口层掺杂,掺杂浓度1016个/cm3
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