CN107731963A - 一种碲化镉薄膜太阳能电池的吸收层掺磷工艺 - Google Patents
一种碲化镉薄膜太阳能电池的吸收层掺磷工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107731963A CN107731963A CN201711079836.5A CN201711079836A CN107731963A CN 107731963 A CN107731963 A CN 107731963A CN 201711079836 A CN201711079836 A CN 201711079836A CN 107731963 A CN107731963 A CN 107731963A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phosphorus
- thin film
- atmosphere
- doped
- technique according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 51
- XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N telluride(2-) Chemical compound [Te-2] XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 43
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 28
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 5
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 5
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 5
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 4
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 3
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 3
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L Cadmium chloride Inorganic materials Cl[Cd]Cl YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- AHADSRNLHOHMQK-UHFFFAOYSA-N methylidenecopper Chemical compound [Cu].[C] AHADSRNLHOHMQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007581 slurry coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005092 sublimation method Methods 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种碲化镉薄膜太阳能电池吸收层掺磷的工艺，包括步骤1)依次沉积透明导电层、高电阻层以及窗口层；2)在磷气氛下沉积碲化镉薄膜，所述磷气氛为磷在真空条件下高温蒸发获得；3)在氯化镉气氛下高温处理碲化镉薄膜，沉积背接触层，高温退火后封装。本发明通过改进碲化镉吸收层的沉积工艺，在碲化镉薄膜中掺杂磷元素，从而提高了载流子浓度，进而提高了碲化镉薄膜太阳电池Voc值。
Description
技术领域
本发明涉及碲化镉薄膜太阳能电池技术领域，具体为一种碲化镉薄膜太阳能电池的吸收层掺磷工艺。
背景技术
碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池，已经成为太阳能光伏领域中最有竞争力的一种电池，产业化的电池效率已经达到16％以上。目前高效率的碲化镉(CdTe)薄膜太阳电池的短路电流密度已经达到30mA/cm2以上，已经接近理论极限。而碲化镉薄膜太阳电池的Voc目前依然在850mV左右，仅仅达到理论值的74％左右，和最佳性能仍有很大差距。因此提高碲化镉薄膜太阳电池的Voc是未来碲化镉薄膜太阳电池性能提高的主要方向。
目前碲化镉层的制作方法一般为采用高纯(99.999％以上纯度)的CdTe原材料通过高温使其气化后沉积在温度稍低的基板上。沉积过程中一般气氛为N2或Ar，同时掺杂少量的O2。完成后在CdCl2气氛下高温退火处理。这种方法制成的碲化镉薄膜空穴浓度低，一般为1014/cm3。低的载流子浓度造成碲化镉太阳电池弱的内建电场，因而使碲化镉薄膜太阳电池的Voc较低。
发明内容
本发明是通过将磷气体引入至碲化镉薄膜的沉积过程，使碲化镉薄膜在含有磷的气氛中沉积，这样可以实现在碲化镉薄膜中掺杂磷元素，达到提高载流子浓度进而提高碲化镉薄膜太阳电池Voc的目的。
为解决上述问题，本发明提供一种碲化镉薄膜太阳能电池吸收层掺磷的工艺，包括以下步骤：
1)沉积透明导电层、透明导电层上沉积高电阻层、高阻层上沉积窗口层；
2)在磷气氛下沉积碲化镉薄膜获得掺磷碲化镉薄膜，所述磷气氛为磷在真空条件下高温蒸发获得；
3)在氯化镉气氛下高温处理掺磷碲化镉薄膜，后沉积背接触层，并将铜掺入其中，高温退火后封装。
优选的，所述步骤2)沉积的基板温度为200℃-650℃。
优选的，所述步骤2)沉积的的基板温度为500℃-620℃。
优选的，所述步骤2)磷蒸发温度为200℃-700℃。
优选的，所述步骤2)磷蒸发温度为300℃-500℃。
优选的，所述步骤2)沉积压力为0.01帕斯卡到100000帕斯卡。
优选的，所述步骤2)沉积压力为10帕斯卡到1000帕斯卡。
优选的，所述步骤2)磷分压为0.01帕斯卡到100000帕斯卡。
优选的，所述步骤2)磷分压为1帕斯卡到10帕斯卡。
优选的，所述磷为红磷或白磷中的一种。
优选的，所述步骤2)在气体保护下进行，所述气体为氮气和/或氩气，所述气体压力为10帕斯卡到100000帕斯卡，所述气体还可以掺杂氧气、氯气等气体。
优选的，所述掺磷碲化镉薄膜厚度为0.1微米到10微米。
更为优选的，所述掺磷碲化镉薄膜厚度为1微米到5微米。
本发明中CdTe薄膜在真空条件下沉积，首先将红磷或者白磷的固体粉末加热到约400℃到600℃，使磷元素气化，通过高温管路输运碲化镉沉积腔室，使碲化镉沉积腔室处于磷气氛下。高温管路的温度高于磷蒸发源温度，防止磷元素在管路凝结，堵塞管路。碲化镉的沉积可以采用近空间升华法，也可以采用气象输运法。沉积腔室温度高于磷固体粉末的加热温度以防止磷元素在腔室沉积凝结。碲化镉薄膜在基板上沉积的过程中，磷将会吸附掺杂到碲化镉薄膜中。其中磷元素的掺杂浓度通过碲化镉蒸发源温度、磷蒸发源温度、磷气体流量、基板温度、腔室温度等各参数控制。
本发明与现有技术相比的有益效果在于，通过改进碲化镉吸收层的沉积工艺，即在碲化镉薄膜中掺杂磷元素，从而提高载流子浓度，进而提高了碲化镉薄膜太阳电池Voc。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池，已经成为太阳能光伏领域中最有竞争力的一种电池，但目前碲化镉薄膜太阳电池的Voc仅仅达到理论值的74％左右，和最佳性能仍有很大差距，因此提高碲化镉薄膜太阳电池的Voc是碲化镉薄膜太阳电池性能提高的主要方向。
在n型导电的窗口层和p型导电的碲化镉层组成的碲化镉薄膜太阳电池基础上提高碲化镉薄膜太阳电池Voc主要有两个方向，提高碲化镉层的空穴浓度或提高碲化镉层的载流子寿命。
为了提高碲化镉薄膜的空穴浓度，可以进行一定的受主掺杂来提高碲化镉薄膜的载流子浓度。碲化镉为Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料，提高空穴浓度的需要一定量的受主掺杂。Ⅴ族元素磷替位碲元素，是碲化镉理想的受主掺杂方式。
本发明通过改进碲化镉吸收层的沉积工艺，即在碲化镉薄膜中掺杂磷元素来达到提高载流子浓度，进而提高碲化镉薄膜太阳电池Voc。
上述为本发明的详细阐述，下面为本发明实施例。
本发明的具体实施步骤如下：
1、沉积透明导电层，导电层为透明导电氧化物薄膜，例如氟掺杂的氧化锡或者其他材料；
2、在透明导电层上沉积高电阻层，高电阻层可为的本征氧化锡或本征氧化锌，或者其他类型的高电阻透明导电薄膜。
3、在高阻层上沉积窗口层，窗口层材料为硫化镉或其他材料。
4、将红磷或白磷固体粉末加热到200℃-700℃蒸发，优选300℃-500℃，更为优选为400℃，通过管路将磷气体输运到碲化镉沉积腔室，使腔室处于磷气氛中。管路需处于加热状态，且温度高于磷蒸发源温度，防止磷气体在管路凝结堵塞管路。磷气体通过管路输运可以选择用氮气或者氩气作为运载气体。
在磷气氛下沉积碲化镉薄膜，薄膜厚度为0.1微米到10微米，优选1微米到5微米。沉积条件为：沉积温度600℃-800℃，优选650℃、基板温度200℃-650℃，优选500℃-620℃，更为优选550℃。沉积压力0.01帕斯卡到100000帕斯卡，优选10帕斯卡到1000帕斯卡，其中磷的气体分压力为0.01帕斯卡到100000帕斯卡，优选为1帕斯卡到10帕斯卡，更为优选为10帕斯卡。沉积气氛由氮气或氩气作为保护气，氮气或氩气分压为10帕斯卡到100000帕斯卡，优选1000帕斯卡，氮气或氩气中，还可掺杂其他气体，如氧气或氯气。
5、在碲化镉薄膜沉积完成后，掺磷碲化镉薄膜在氯化镉气氛下高温处理。氯化镉可通过多种方式引入，例如溶液涂布，粉末喷洒，高温蒸发等等。处理温度为400℃，处理时间20分钟。
6、然后沉积背接触层，进行背接触层的铜掺杂处理，处理方法包括溅射Cu薄膜，氯化铜溶液浸泡，或掺铜碳浆涂敷。
7、在大气气氛下高温退火。
8、根据应用需求，在制备的过程中对样品进行激光刻蚀实现电池串联，最后经过封装工艺完成掺磷碲化镉薄膜电池的制备。
实施例一
沉积透明导电层，在透明导电层上沉积高电阻层，在高阻层上沉积窗口层，将红磷固体粉末加热到200℃-700℃蒸发，通过管路将磷气体输运到碲化镉沉积腔室，使腔室处于磷气氛中。磷气体通过管路输运并选择氮气作为运载气体。
在磷气氛下沉积碲化镉薄膜，薄膜厚度为1微米，沉积温度650℃、基板温度550℃。沉积压力10000帕斯卡，其中磷的气体分压为10帕斯卡。沉积气氛由氮气作为保护气，氮气分压1000帕斯卡。
在碲化镉薄膜沉积完成后，碲化镉薄膜在氯化镉气氛下高温处理。处理温度为400℃，处理时间20分钟。然后沉积背接触层，并进行背接触层的铜掺杂处理，在大气气氛下高温退火，根据应用需求，在制备的过程中对样品进行激光刻蚀实现电池串联，最后经过封装工艺完成掺磷碲化镉薄膜电池的制备。
按红磷固体粉末的蒸发温度，将实施例一分为1、2、3、4、5组，并对所制备的掺磷碲化镉薄膜电池进行表征，以不掺磷CdTe薄膜太阳能电池作为对照组，其各项参数为Voc(V)0.835，Jsc(mA/cm2)22.3，FF(％)71.3，Eff(％)13.28。结果如表1所示。
表1，实施例一的分组及结果
| 分组 | 蒸发温度℃ | Voc(V) | Jsc(mA/cm2) | FF(％) | Eff(％) |
| 1 | 200 | 0.856 | 22.3 | 67.8 | 13.31 |
| 2 | 300 | 0.874 | 22.2 | 67.7 | 13.32 |
| 3 | 400 | 0.890 | 22.1 | 67.7 | 13.33 |
| 4 | 500 | 0.868 | 22.2 | 66.9 | 13.35 |
| 5 | 700 | 0.864 | 22.1 | 67.2 | 13.31 |
上述结果表明，红磷蒸发温度在200-700℃，Voc(V)均高于对照组，优选300-500℃，最为优选400℃。
实施例二
沉积透明导电层，在透明导电层上沉积高电阻层，在高阻层上沉积窗口层，将白磷固体粉末加热到400℃蒸发，通过管路将磷气体输运到碲化镉沉积腔室，使腔室处于磷气氛中。磷气体通过管路输运并选择氮气作为运载气体。
在磷气氛下沉积碲化镉薄膜，薄膜厚度为1微米，沉积温度650℃、基板温度200-650℃。沉积压力10000帕斯卡，其中磷的气体分压为10帕斯卡。沉积气氛由氩气作为保护气，氩气分压1000帕斯卡。
在碲化镉薄膜沉积完成后，掺磷碲化镉薄膜在氯化镉气氛下高温处理。处理温度为400℃，处理时间20分钟。然后沉积背接触层，并进行背接触层的铜掺杂处理，在大气气氛下高温退火，根据应用需求，在制备的过程中对样品进行激光刻蚀实现电池串联，最后经过封装工艺完成碲化镉薄膜电池的制备。
按基板温度，将实施例二分为6、7、8、9、10组，并对所制备的掺磷碲化镉薄膜进行表征，以不掺磷CdTe薄膜太阳能电池作为对照组，其各项参数为Voc(V)0.835，Jsc(mA/cm2)22.3，FF(％)71.3，Eff(％)13.28。结果如表2所示。
表2，实施例二的分组及结果
| 分组 | 基板温度(℃) | Voc(V) | Jsc(mA/cm2) | FF(％) | Eff(％) |
| 6 | 200 | 0.868 | 22.1 | 67.5 | 13.29 |
| 7 | 500 | 0.875 | 22.0 | 67.1 | 13.30 |
| 8 | 550 | 0.890 | 22.1 | 67.7 | 13.33 |
| 9 | 620 | 0.874 | 21.9 | 67.5 | 13.31 |
| 10 | 650 | 0.859 | 21.8 | 67.2 | 13.30 |
上述结果表明，基板温度在200-700℃，Voc(V)均高于对照组，优选500-620℃，最为优选550℃。
实施例三
沉积透明导电层，在透明导电层上沉积高电阻层，在高阻层上沉积窗口层，将红磷固体粉末加热到400℃蒸发，通过管路将磷气体输运到碲化镉沉积腔室，使腔室处于磷气氛中。磷气体通过管路输运并选择氮气作为运载气体。
在磷气氛下沉积碲化镉薄膜，薄膜厚度为1微米，沉积温度650℃、基板温度550。沉沉积压力0.01帕斯卡到100000帕斯卡，其中磷的气体分压力为0.01帕斯卡到100000帕斯卡。沉积气氛由氮气，氮气分压为10帕斯卡到100000帕斯卡。
在碲化镉薄膜沉积完成后，掺磷碲化镉薄膜在氯化镉气氛下高温处理。处理温度为400℃，处理时间20分钟。然后沉积背接触层，进行背接触层的铜掺杂处理，在大气气氛下高温退火，根据应用需求，在制备的过程中对样品进行激光刻蚀实现电池串联，最后经过封装工艺完成碲化镉薄膜电池的制备。
按磷分压的不同，将实施例三分为11、12、13、14组，并对所制备的掺磷碲化镉薄膜进行表征，以不掺磷CdTe薄膜太阳能电池作为对照组，其各项参数为Voc(V)0.835，Jsc(mA/cm2)22.3，FF(％)71.3，Eff(％)13.28。结果如表3所示。
表3，实施例三的分组及结果
| 分组 | 磷分压(帕斯卡) | Voc(V) | Jsc(mA/cm2) | FF(％) | Eff(％) |
| 11 | 0.01 | 0.887 | 22.3 | 67.8 | 13.31 |
| 12 | 10 | 0.891 | 22.2 | 67.6 | 13.33 |
| 13 | 1000 | 0.885 | 22.2 | 67.7 | 13.29 |
| 14 | 100000 | 0.870 | 22.1 | 67.5 | 13.30 |
上述结果表明，磷分压在0.01-100000帕斯卡，Voc(V)均高于对照组，优选10-1000帕斯卡。
实施例四
沉积透明导电层，在透明导电层上沉积高电阻层，在高阻层上沉积窗口层，将红磷固体粉末加热到400℃蒸发，通过管路将磷气体输运到碲化镉沉积腔室，使腔室处于磷气氛中。磷气体通过管路输运并选择氮气作为运载气体。
在磷气氛下沉积碲化镉薄膜，薄膜厚度为0.1-10微米，沉积温度650℃、基板温度550。沉积压力10000帕斯卡，其中磷的气体分压为10帕斯卡。沉积气氛由氩气作为保护气，氩气分压1000帕斯卡。
在碲化镉薄膜沉积完成后，掺磷碲化镉薄膜在氯化镉气氛下高温处理。处理温度为400℃，处理时间20分钟。然后沉积背接触层，并进行背接触层的铜掺杂处理，在大气气氛下高温退火，根据应用需求，在制备的过程中对样品进行激光刻蚀实现电池串联，最后经过封装工艺完成碲化镉薄膜电池的制备。
按掺磷碲化镉薄膜厚度，将实施例四分为15、16、17、18组，并对所制备的掺磷碲化镉薄膜电池进行表征，以不掺磷CdTe薄膜太阳能电池作为对照组，其各项参数为Voc(V)0.835，Jsc(mA/cm2)22.3，FF(％)71.3，Eff(％)13.28。结果如表4所示。
表4，实施例四的分组及结果
| 分组 | 薄膜厚度(微米) | Voc(V) | Jsc(mA/cm2) | FF(％) | Eff(％) |
| 15 | 0.1 | 0.878 | 22.1 | 67.8 | 13.35 |
| 16 | 1 | 0.890 | 22.0 | 67.7 | 13.33 |
| 17 | 5 | 0.891 | 22.3 | 67.5 | 13.32 |
| 18 | 10 | 0.880 | 22.2 | 67.6 | 13.33 |
上述结果表明，薄膜厚度在0.1-10微米，Voc(V)均高于对照组，优选1-5微米。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种碲化镉薄膜太阳能电池吸收层掺磷的工艺，包括以下步骤
1)依次沉积透明导电层、高电阻层以及窗口层；
2)在磷气氛下沉积碲化镉薄膜获得掺磷碲化镉薄膜，所述磷气氛为磷在真空条件下高温蒸发获得；
3)在氯化镉气氛下高温处理掺磷碲化镉薄膜，后沉积背接触层，高温退火后封装。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤2)沉积的基板温度为200℃-650℃。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤2)磷蒸发温度为200℃-700℃。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤2)沉积压力为0.01帕斯卡到100000帕斯卡。
5.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，所述步骤2)沉积压力为10帕斯卡到1000帕斯卡。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤2)磷分压为0.01帕斯卡到100000帕斯卡。
7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述步骤2)磷分压为1帕斯卡到10帕斯卡。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述磷为红磷或白磷中的一种。
9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤2)在气体保护下进行，所述气体为氮气和/或氩气，所述气体压力为10帕斯卡到100000帕斯卡。
10.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述掺磷碲化镉薄膜厚度为0.1微米到10微米。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711079836.5A CN107731963A (zh) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | 一种碲化镉薄膜太阳能电池的吸收层掺磷工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711079836.5A CN107731963A (zh) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | 一种碲化镉薄膜太阳能电池的吸收层掺磷工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107731963A true CN107731963A (zh) | 2018-02-23 |
Family
ID=61222541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711079836.5A Pending CN107731963A (zh) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | 一种碲化镉薄膜太阳能电池的吸收层掺磷工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107731963A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112271237A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-01-26 | 江苏杰太光电技术有限公司 | 一种TOPCon太阳能电池原位掺杂钝化层的制备方法和系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102832262A (zh) * | 2011-06-14 | 2012-12-19 | 通用电气公司 | 具有反射增强层的光伏装置 |
| CN102881735A (zh) * | 2011-06-01 | 2013-01-16 | 通用电气公司 | 光伏装置及制造方法 |
| CN104221165A (zh) * | 2012-01-17 | 2014-12-17 | 第一太阳能有限公司 | 具有吸收多层的光伏器件及制造该光伏器件的方法 |
| CN106252432A (zh) * | 2016-09-28 | 2016-12-21 | 中山瑞科新能源有限公司 | 一种可降低缺陷密度的碲化镉太阳能电池制备方法 |
| WO2017134191A1 (de) * | 2016-02-03 | 2017-08-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. | Verfahren zum abscheiden einer cdte-schicht auf einem substrat |
-
2017
- 2017-11-06 CN CN201711079836.5A patent/CN107731963A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102881735A (zh) * | 2011-06-01 | 2013-01-16 | 通用电气公司 | 光伏装置及制造方法 |
| CN102832262A (zh) * | 2011-06-14 | 2012-12-19 | 通用电气公司 | 具有反射增强层的光伏装置 |
| CN104221165A (zh) * | 2012-01-17 | 2014-12-17 | 第一太阳能有限公司 | 具有吸收多层的光伏器件及制造该光伏器件的方法 |
| WO2017134191A1 (de) * | 2016-02-03 | 2017-08-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. | Verfahren zum abscheiden einer cdte-schicht auf einem substrat |
| CN106252432A (zh) * | 2016-09-28 | 2016-12-21 | 中山瑞科新能源有限公司 | 一种可降低缺陷密度的碲化镉太阳能电池制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| J.M.BURST等: "CdTe solar cells with open-circuit voltage breaking the 1V barrier", 《NATURE ENERGY》 * |
| 沈文忠: "《太阳能光伏技术与应用》", 31 October 2013, 上海交通大学出版社 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112271237A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-01-26 | 江苏杰太光电技术有限公司 | 一种TOPCon太阳能电池原位掺杂钝化层的制备方法和系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| McCandless et al. | Cadmium telluride solar cells | |
| US8691619B2 (en) | Laminated structure for CIS based solar cell, and integrated structure and manufacturing method for CIS based thin-film solar cell | |
| CN105140319B (zh) | 一种薄膜太阳能电池及其制备方法 | |
| US20170104110A1 (en) | Photovoltaic device containing an n-type dopant source | |
| US20120061235A1 (en) | Mixed sputtering target of cadmium sulfide and cadmium telluride and methods of their use | |
| WO2021243896A1 (zh) | 一种高效碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法 | |
| KR101628312B1 (ko) | ＣＺＴＳＳｅ계 박막 태양전지의 제조방법 및 이에 의해 제조된 ＣＺＴＳＳｅ계 박막 태양전지 | |
| US20120067414A1 (en) | CdZnO OR SnZnO BUFFER LAYER FOR SOLAR CELL | |
| CN102244110B (zh) | 硒化钒薄膜作背接触层的CdTe太阳电池 | |
| US10211351B2 (en) | Photovoltaic cell with high efficiency CIGS absorber layer with low minority carrier lifetime and method of making thereof | |
| CN106653946B (zh) | 一种碲化镉薄膜太阳能电池吸收层的沉积方法 | |
| CN107910394A (zh) | 一种碲化镉薄膜太阳能电池的吸收层掺硒工艺 | |
| US20150162556A1 (en) | Photovoltaic device and method of fabricating thereof | |
| JP3519543B2 (ja) | 半導体薄膜形成用前駆体及び半導体薄膜の製造方法 | |
| Li et al. | Hydrogen annealed ZnO: B film grown by LPCVD technique as TCO for enhancing conversion efficiency of a-Si: H/μc-Si: H tandem solar cells | |
| Pandian et al. | Effect of surface treatment of sputtered nickel oxide in inverted perovskite solar cells | |
| CN107731963A (zh) | 一种碲化镉薄膜太阳能电池的吸收层掺磷工艺 | |
| Dhere | Recent developments in thin film solar cells | |
| KR20130041631A (ko) | 태양전지 제조방법 | |
| AU2011202979A8 (en) | Apparatus and methods of forming a conductive transparent oxide film layer for use in a cadmium telluride based thin film photovoltaic device | |
| CN106229362A (zh) | 一种铜铟镓硒薄膜制备方法及铜铟镓硒薄膜 | |
| JPH10150212A (ja) | 半導体薄膜形成用前駆体及び半導体薄膜の製造方法 | |
| US10062792B2 (en) | Method of making a CZTS/silicon thin-film tandem solar cell | |
| CN103348488B (zh) | 具有金属硫氧化物窗口层的光伏装置 | |
| Chen et al. | Annealing Effects of Sputtered Cu2O Nanocolumns on ZnO‐Coated Glass Substrate for Solar Cell Applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180223 |