CN107768451A - 一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构，包括衬底，所述衬底上设置有外延叠层，所述外延叠层由下往上依次包括：所述外延叠层由下往上依次包括：透明导电膜层、窗口层和光吸收层；所述窗口层包括：锡酸锌镁层，所述光吸收层为碲化镉层；所述锡酸锌镁层使窗口层透明度提高，使得照射到光吸收层的太阳光强度增加；同时，减小载流子在窗口层和为碲化镉层的光吸收层之间界面的复合；采用具有所述锡酸锌镁层的碲化镉太阳能电池结构短路电流、开路电压、填充因子和转化效率高。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构及其制备方法。
背景技术
随着化石燃料逐渐枯竭及化石燃料燃烧引起的日趋严重的环境污染，新能源的推广应用已成为全球共识。而太阳能作为新能源中最主要的可再生能源，在未来发展中占有重要地位。太阳电池主要包括非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒以及染料敏化等多种类型，其由于消耗材料少，具有所共识的很大的降低成本空间，受到世界各国的越来越多的关注。
其中，目前碲化镉薄膜太阳能电池结构通常采用硫化镉层作为窗口层，碲化镉作为光吸收层，层硫化镉材料带隙较小，为2.4eV，因而窗口层在碲化镉层之前吸收部分可见光，减小入射到光吸收层的太阳光强度，减小电池结构短路电流，影响转化效率。此外，碲化镉层和硫化镉层的能带结构存在差异，电子在从碲化镉层向硫化镉层传输的过程中，在碲化镉层和硫化镉层界面会有一定的表面复合，影响电池结构的开路电压和填充因子，进而影响转化效率。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构及其制备方法；所述锡酸锌镁层使窗口层透明度提高，使得照射到光吸收层的太阳光强度增加；同时，减小载流子在窗口层和为碲化镉层的光吸收层之间界面的复合；采用具有所述锡酸锌镁层的碲化镉太阳能电池结构短路电流、开路电压、填充因子和转化效率高。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构，包括衬底，所述衬底上设置有外延叠层，所述外延叠层由下往上依次包括：所述外延叠层由下往上依次包括：透明导电膜层、窗口层和光吸收层；所述窗口层包括：锡酸锌镁层，所述光吸收层为碲化镉层。
优选的，所述锡酸锌镁层为MgxZnySnzO2层；其中，0＜x＜0.8，0＜y＜2，0＜z＜1。
优选的，所述锡酸锌镁层厚度为2nm～3000nm。
优选的，所述锡酸锌镁层厚度为50nm～80nm。
优选的，所述锡酸锌镁层厚度为50nm。
优选的，所述锡酸锌镁层用Al、F、Mn、Nb、N掺杂。
优选的，所述锡酸锌镁层电导率为10-3Ω/cm～108Ω/cm。
优选的，所述衬底材料为玻璃。
更优选的，所述玻璃为钠钙玻璃或高硼玻璃。
优选的，所述透明导电膜层为FTO膜层、ITO膜层或掺杂氧化锌膜层。FTO膜层为氟掺杂的氧化锡膜层，ITO膜层为氧化铟锡膜层。优选的，所述外延叠层还包括：阻挡层，所述透明导电膜层设置于所述阻挡层上。
优选的，所述阻挡层为SiO2层。
优选的，所述外延叠层还包括：高阻层，所述高阻层设置于所述透明导电膜和所述窗口层之间。
优选的，所述高阻层为ZnO层、SnO2层或Zn2xSn1-xO2层；其中，0＜x＜1。
优选的，所述高阻层厚度为0nm～1000nm。
优选的，所述高阻层厚度为10nm～50nm。
优选的，所述高阻层厚度为50nm。
优选的，所述窗口层还包括：硫化镉层，所述硫化镉层设置于所述锡酸锌镁层和所述光吸收层之间。
优选的，所述硫化镉层的厚度为0nm～300nm。
优选的，所述外延叠层由下往上依次还包括：背接触层和背电极层，所述背接触层所述光吸收层上。
本发明还提供了一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳能电池结构的制备方法，包括：衬底上由下往上依次外延生长透明导电膜层、锡酸锌镁层、碲化镉层；所述锡酸锌镁层形成窗口层，所述碲化镉层形成光吸收层。
优选的，外延生长所述锡酸锌镁层方法选自磁控溅射法、化学气相淀积法、水浴沉积法和热扩散法中一种或多种。
更优选的，外延生长所述锡酸锌镁层方法为磁控溅射法、化学气相淀积法、水浴沉积法或热扩散法。
优选的，所述制备方法还包括：在所述衬底上外延生长阻挡层，所述透明导电膜层外延生长于所述阻挡层上。
优选的，所述制备方法还包括：在所述透明导电膜层上外延生长高阻层，所述窗口层外延生长于所述高阻层上。
优选的，所述制备方法具体为：所述衬底上由下往上依次外延生长所述透明导电膜层、所述锡酸锌镁层、硫化镉层和所述碲化镉层；所述锡酸锌镁层和所述硫化镉层形成所述窗口层，所述碲化镉层形成所述光吸收层。
优选的，所述制备方法还包括：所述背接触层在所述光吸收层上由下往上依次外延生长背接触层和背电极层。
本申请与现有技术相比，其详细说明如下：
本发明提供的具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳能电池结构中，窗口层包括锡酸锌镁层，从两方面调节窗口层的能带结构，提高转化效率，一方面，锡酸锌镁带隙为3.4eV～7eV，大于硫化镉层，替代硫化镉层作为窗口层，或者与硫化镉共同形成窗口层，从而减小窗口层层厚度。起到提高窗口层透明度，增加透过窗口层的光，增加入射到碲化镉层的光强，增加太阳能电池结构的短路电流的作用。另一方面，锡酸锌镁电子亲和势低，降低窗口层电子亲和势，导带底位置的升高，高于碲化镉层的导带位置0～0.3eV，优化导带匹配，减小窗口层和碲化镉层界面处载流子的复合，提高太阳能电池结构开路电压和填充因子。
此外，本发明提供的具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳能电池结构中衬底和透明导电膜层之间设置阻挡衬底中元素扩散的阻挡层，透明导电膜层和所述窗口层之间设置高阻层。阻挡层避免衬底中元素扩散出衬底进入透明导电膜层导致入射到透明导电膜的光减少，提高了电池结构转化效率。高阻层从以下方面的作用，提高了碲化镉太阳能电池结构短路电流、开路电压和填充因子、转化效率：避免透明导电膜中杂质离子扩散出透明导电膜层进入光吸收层，导致入射到光吸收层的光减少；高阻层的高阻作用使得，本发明窗口层厚度小存在微孔的情况下，高阻层与光吸收层接触形成p-n结，维持电势，避免对电池的开路电压和填充因子；避免高阻层阻挡透明导电膜层的尖峰刺穿窗口层和光吸收层之间，有效保护了光吸收层和窗口层之间的p-n结，可降低窗口层厚度；提高了电池结构的短路电流、开路电压和填充因子；促使界面平滑过渡、减少界面态势垒，促进载流子的自由移动，同时，利于窗口层外延生长。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供了一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构，包括衬底，所述衬底上设置有外延叠层，所述外延叠层由下往上依次包括：所述外延叠层由下往上依次包括：透明导电膜层、窗口层和光吸收层；所述窗口层包括：锡酸锌镁层，所述光吸收层为碲化镉层。
按照本发明，优选的，所述锡酸锌镁层为MgxZnySnzO2层；其中，0＜x＜0.8，0＜y＜2，0＜z＜1。优选的，所述锡酸锌镁层厚度为2nm～3000nm。更优选的，所述锡酸锌镁层厚度为50nm～80nm。最优选的，所述锡酸锌镁层厚度为50nm。
优选的，所述锡酸锌镁层用Al、F、Mn、Nb、N掺杂。优选的，所述锡酸锌镁层电导率为10-3Ω/cm～108Ω/cm。
按照本发明，优选的，所述衬底材料为玻璃。更优选的，所述玻璃为钠钙玻璃或高硼玻璃。优选的，所述透明导电膜层为FTO膜层、ITO膜层或掺杂氧化锌膜层。FTO膜层为氟掺杂的氧化锡膜层，ITO膜层为氧化铟锡膜层。按照本发明，优选的，所述外延叠层还包括：阻挡层，所述透明导电膜层设置于所述阻挡层上。优选的，所述阻挡层为SiO2层。
按照本发明，优选的，所述外延叠层还包括：高阻层，所述高阻层设置于所述透明导电膜和所述窗口层之间。优选的，所述高阻层为ZnO层、SnO2层或Zn2xSn1-xO2层；其中，0＜x＜1。优选的，所述高阻层厚度为0nm～1000nm。更优选的，所述高阻层厚度为10nm～50nm。最优选的，所述高阻层厚度为50nm。
按照本发明，优选的，所述窗口层还包括：硫化镉层，所述硫化镉层设置于所述锡酸锌镁层和所述光吸收层之间。优选的，所述硫化镉层的厚度为0nm～300nm。
按照本发明，优选的，所述外延叠层由下往上依次还包括：背接触层和背电极层，所述背接触层所述光吸收层上。
本发明还提供了一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳能电池结构的制备方法，包括：衬底上由下往上依次外延生长透明导电膜层、锡酸锌镁层、碲化镉层；所述锡酸锌镁层形成窗口层，所述碲化镉层形成光吸收层。
按照本发明，优选的，外延生长所述锡酸锌镁层方法选自磁控溅射法、化学气相淀积法、水浴沉积法和热扩散法中一种或多种。更优选的，外延生长所述锡酸锌镁层方法为磁控溅射法、化学气相淀积法、水浴沉积法或热扩散法。
按照本发明，优选的，所述制备方法还包括：在所述衬底上外延生长阻挡层，所述透明导电膜层外延生长于所述阻挡层上。
按照本发明，优选的，所述制备方法还包括：在所述透明导电膜层上外延生长高阻层，所述窗口层外延生长于所述高阻层上。
按照本发明，优选的，所述制备方法具体为：所述衬底上由下往上依次外延生长所述透明导电膜层、所述锡酸锌镁层、硫化镉层和所述碲化镉层；所述锡酸锌镁层和所述硫化镉层形成所述窗口层，所述碲化镉层形成所述光吸收层。
按照本发明，优选的，所述制备方法还包括：所述背接触层在所述光吸收层上由下往上依次外延生长背接触层和背电极层。
实施例1
一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构，包括衬底，所述衬底上设置有外延叠层，所述外延叠层由下往上依次包括：所述外延叠层由下往上依次包括：阻挡层、透明导电膜层、高阻层、窗口层和光吸收层；所述窗口层包括：锡酸锌镁层，所述光吸收层为碲化镉层。
本实施例所述锡酸锌镁层为MgxZnySnzO2层；其中，0＜x＜0.8，0＜y＜2，0＜z＜1，所述锡酸锌镁层电导率为10-3Ω/cm～108Ω/cm，所述锡酸锌镁层厚度为50。所述衬底为材料为钠钙玻璃；所述阻挡层为SiO2层；所述透明导电膜为FTO膜层；所述高阻层为ZnO层，所述高阻层厚度为50nm。
本实施例所述太阳能电池结构的制备方法，包括：所述衬底上由下往上依次外延生长所述阻挡层、所述透明导电膜、所述高阻层、所述锡酸锌镁层、所述碲化镉层；所述锡酸锌镁层形成所述窗口层，所述碲化镉层形成所述光吸收层；其中，外延生长所述锡酸锌镁层方法为磁控溅射法。
实施例2
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述锡酸锌镁层厚度为2nm。
实施例3
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述锡酸锌镁层厚度为80nm。
实施例4
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述锡酸锌镁层厚度为3000nm。
实施例5
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述高阻层厚度为1000nm。
实施例6
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述高阻层为SnO2层。
实施例7
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述高阻层为Zn2xSn1-xO2层；其中，0＜x＜1。
实施例8
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述衬底为材料为高硼玻璃。
实施例9
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述透明导电膜为ITO膜层。
实施例10
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述透明导电膜为掺杂氧化锌膜层。
实施例11
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：外延生长所述锡酸锌镁层方法为水浴沉积法。
实施例12
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：外延生长所述锡酸锌镁层方法为化学气相淀积法。
实施例13
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：外延生长所述锡酸锌镁层方法为热扩散法。
实施例14
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述锡酸锌镁层用Al掺杂。
实施例15
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述锡酸锌镁层用F掺杂。
实施例16
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述锡酸锌镁层用Mn掺杂。
实施例17
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述锡酸锌镁层用Nb掺杂。
实施例18
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述锡酸锌镁层用N掺杂。
实施例19
一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构，包括衬底，所述衬底上设置有外延叠层，所述外延叠层由下往上依次包括：所述外延叠层由下往上依次包括：阻挡层、透明导电膜层、高阻层、窗口层和光吸收层；所述窗口层包括：锡酸锌镁层和硫化镉层，所述硫化镉层设置于所述锡酸锌镁层和所述光吸收层之间，所述光吸收层为碲化镉层。
本实施例所述锡酸锌镁层为MgxZnySnzO2层；其中，0＜x＜0.8，0＜y＜2，0＜z＜1，所述锡酸锌镁层电导率为10-3Ω/cm～108Ω/cm，所述锡酸锌镁层厚度为50。所述硫化镉层厚度为300nm。所述衬底为材料为钠钙玻璃；所述阻挡层为SiO2层；所述透明导电膜为FTO膜层；所述高阻层为ZnO层，所述高阻层厚度为50nm。
本实施例所述太阳能电池结构的制备方法，包括：所述衬底上由下往上依次外延生长所述阻挡层、所述透明导电膜、所述高阻层、所述锡酸锌镁层、所述硫化镉层和所述碲化镉层；所述锡酸锌镁层和所述硫化镉层形成所述窗口层，所述碲化镉层形成所述光吸收层；其中，外延生长所述窗口层方法为磁控溅射法。
实施例20
本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同：所述锡酸锌镁层厚度为350nm。
实施例21
一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构，包括衬底，所述衬底上设置有外延叠层，所述外延叠层由下往上依次包括：所述外延叠层由下往上依次包括：透明导电膜层、高阻层、窗口层和光吸收层；所述窗口层包括：锡酸锌镁层，所述光吸收层为碲化镉层。
本实施例所述锡酸锌镁层为MgxZnySnzO2层；其中，0＜x＜0.8，0＜y＜2，0＜z＜1，所述锡酸锌镁层电导率为10-3Ω/cm～108Ω/cm，所述锡酸锌镁层厚度为50。所述衬底为材料为钠钙玻璃；所述透明导电膜为FTO膜层；所述高阻层为ZnO层，所述高阻层厚度为50nm。
本实施例所述太阳能电池结构的制备方法，包括：所述衬底上由下往上依次外延生长所述透明导电膜、所述高阻层、所述锡酸锌镁层、所述碲化镉层；所述锡酸锌镁层形成所述窗口层，所述碲化镉层形成所述光吸收层；其中，外延生长所述锡酸锌镁层方法为磁控溅射法。
实施例22
一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构，包括衬底，所述衬底上设置有外延叠层，所述外延叠层由下往上依次包括：所述外延叠层由下往上依次包括：阻挡层、透明导电膜层、窗口层和光吸收层；所述窗口层包括：锡酸锌镁层，所述光吸收层为碲化镉层。
本实施例所述锡酸锌镁层为MgxZnySnzO2层；其中，0＜x＜0.8，0＜y＜2，0＜z＜1，所述锡酸锌镁层电导率为10-3Ω/cm～108Ω/cm，所述锡酸锌镁层厚度为50。所述衬底为材料为钠钙玻璃；所述阻挡层为SiO2层；所述透明导电膜为FTO膜层。
本实施例所述太阳能电池结构的制备方法，包括：所述衬底上由下往上依次外延生长所述阻挡层、所述透明导电膜、所述锡酸锌镁层、所述碲化镉层；所述锡酸锌镁层形成所述窗口层，所述碲化镉层形成所述光吸收层；其中，外延生长所述锡酸锌镁层方法为磁控溅射法。
实施例23
一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构，包括衬底，所述衬底上设置有外延叠层，所述外延叠层由下往上依次包括：所述外延叠层由下往上依次包括：透明导电膜层、窗口层和光吸收层；所述窗口层包括：锡酸锌镁层，所述光吸收层为碲化镉层。
本实施例所述锡酸锌镁层为MgxZnySnzO2层；其中，0＜x＜0.8，0＜y＜2，0＜z＜1，所述锡酸锌镁层电导率为10-3Ω/cm～108Ω/cm，所述锡酸锌镁层厚度为50nm。所述衬底为材料为钠钙玻璃；所述透明导电膜为FTO膜层。
本实施例所述太阳能电池结构的制备方法，包括：所述衬底上由下往上依次外延生长所述透明导电膜、所述锡酸锌镁层、所述碲化镉层；所述锡酸锌镁层形成所述窗口层，所述碲化镉层形成所述光吸收层；其中，外延生长所述锡酸锌镁层方法为磁控溅射法。
实施例24
一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构，包括衬底，所述衬底上设置有外延叠层，所述外延叠层由下往上依次包括：所述外延叠层由下往上依次包括：阻挡层、透明导电膜层、高阻层、窗口层、光吸收层和背接触层和背电极层；所述窗口层包括：锡酸锌镁层，所述光吸收层为碲化镉层。
本实施例所述锡酸锌镁层为MgxZnySnzO2层；其中，0＜x＜0.8，0＜y＜2，0＜z＜1，所述锡酸锌镁层电导率为10-3Ω/cm～108Ω/cm，所述锡酸锌镁层厚度为50。所述衬底为材料为钠钙玻璃；所述阻挡层为SiO2层；所述透明导电膜为FTO膜层；所述高阻层为ZnO层，所述高阻层厚度为50nm。所述背接触层为ZnTe层，所述背电极层为Mo/Al/Cr层。所述背电极层中Mo层厚度为20nm，Al层厚度为200nm，Cr层厚度为50nm。
本实施例所述太阳能电池结构的制备方法，包括：所述衬底上由下往上依次外延生长所述阻挡层、所述透明导电膜、所述高阻层、所述锡酸锌镁层、所述碲化镉层和背接触层和背电极层；所述锡酸锌镁层形成所述窗口层，所述碲化镉层形成所述光吸收层；其中，外延生长所述锡酸锌镁层方法为磁控溅射法。
实施例25
锡酸锌镁层厚度对具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳能电池结构样品的电池性能影响
1、实验样品：实施例1～4所述的碲化镉太阳能电池结构样品(锡酸锌镁层厚度分别为50nm、2nm、80nm、3000nm)；
2、实验方法：采用GB/T 6495.1-1996中所述方法进行性能测试；
3、实验结果：见表1。
表1 锡酸锌镁层厚度对本发明碲化镉太阳能电池结构样品的电池性能影响
其中，Eff为光电转换效率，Voc为开路电压，Jsc为短路电流，FF为填充因子。
从以上数据可以看出，本发明提供的碲化镉太阳能电池窗口层厚度为2～3000nm，实施例3样品电池性能较好，实施例1样品电池性能最好，即锡酸锌镁层厚度为50～80nm时，其电池性较好，为优选方案，锡酸锌镁层厚度为50nm时，其电池性最好，为最优选方案。
实施例26
窗口层对具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳能电池结构样品的电池性能影响
1、实验样品：实施例1、19～20所述的碲化镉太阳能电池结构样品(分别为窗口层包括50nm厚度的锡酸锌镁层，窗口层包括50nm厚度的锡酸锌镁层和300nm厚度的硫化镉层，350厚度的锡酸锌镁层)。
2、实验方法：采用GB/T 6495.1-1996中所述方法进行性能测试；
3、实验结果：见表2。
表2 窗口层对碲化镉太阳能电池结构样品的电池性能影响
| 电池样品 | Eff(％) | Voc(V) | Jsc(mA/cm2) | FF(％) |
| 实施例1 | 16.85 | 0.835 | 27.61 | 73.1 |
| 实施例16 | 11.57 | 0.849 | 18.3 | 74.5 |
| 实施例20 | 15.06 | 0.839 | 24.8 | 72.4 |
其中，Eff为充放电效率，Voc为开路电压，Jsc为短路电流，FF为填充因子。
从以上数据可以看出实施例20样品电池性能较好，实施例1样品电池性能最好，即350厚度的锡酸锌镁层，其电池性较好，为优选方案；窗口层包括50nm厚度的锡酸锌镁层，其电池性最好，为最优选方案。因此，酸锌镁层替代硫化镉层作为窗口层，或者与硫化镉共同形成窗口层，从而减小窗口层层厚度。起到提高窗口层透明度，增加透过窗口层的光，增加入射到碲化镉层的光强，增加太阳能电池结构性能的作用。
实施例27
阻挡层和高阻层对具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳能电池结构样品的电池性能影响
1、实验样品：实施例1、21～23所述的碲化镉太阳能电池结构样品(分别为碲化镉太阳能电池包括阻挡层和高阻层，碲化镉太阳能电池包括减阻挡层、碲化镉太阳能电池包括减高阻层、碲化镉太阳能电池不包括阻挡层和高阻层)；
2、实验方法：采用GB/T 6495.1-1996中所述方法进行性能测试；
3、实验结果：见表3。
表3 阻挡层和高阻层对碲化镉太阳能电池结构样品的电池性能影响
| 电池样品 | Eff(％) | Voc(V) | Jsc(mA/cm2) | FF(％) |
| 实施例1 | 16.85 | 0.835 | 27.61 | 73.1 |
| 实施例21 | 16.74 | 0.831 | 27.67 | 72.8 |
| 实施例22 | 16.47 | 0.829 | 27.64 | 71.9 |
| 实施例23 | 15.76 | 0.818 | 27.41 | 70.3 |
其中，Eff为充放电效率，Voc为开路电压，Jsc为短路电流，FF为填充因子。
从以上数据可以看出实施例20、21样品电池性能较好，实施例1样品电池性能最好，即碲化镉太阳能电池外延叠层由下往上依次包括：阻挡层、透明导电膜、窗口层、光吸收层、背接触层和背电极层，或所述外延叠层由下往上依次包括：透明导电膜、高阻层、窗口层、光吸收层、背接触层和背电极层时，其电池性较好，为优选方案；碲化镉太阳能电池外延叠层由下往上依次包括：阻挡层、透明导电膜、高阻层、窗口层、光吸收层、背接触层和背电极层，其电池性最好，为最优选方案。
实施例28
高阻层厚度对具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳能电池结构样品的电池性能影响
1、实验样品：实施例1、5所述的碲化镉太阳能电池结构样品(高阻层厚度分别为50nm、10nm)；
2、实验方法：采用GB/T 6495.1-1996中所述方法进行性能测试；
3、实验结果：见表4。
表4 高阻层厚度对碲化镉太阳能电池结构样品的电池性能影响
| 电池样品 | Eff(％) | Voc(V) | Jsc(mA/cm2) | FF(％) |
| 实施例1 | 16.85 | 0.835 | 27.61 | 73.1 |
| 实施例5 | 16.40 | 0.833 | 27.62 | 71.3 |
其中，Eff为光电转换效率，Voc为开路电压，Jsc为短路电流，FF为填充因子。
从以上数据可以看出，实施例1样品电池性能较好，即高阻层厚度为50nm时，其电池性较好，为优选方案。
实施例29
高阻层材料对具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳能电池结构样品的电池性能影响
1、实验样品：实施例1、6、7所述的碲化镉太阳能电池结构样品(高阻层分别为ZnO层、SnO2层或Zn2xSn1-xO2层；其中，0＜x＜1)；
2、实验方法：采用GB/T 6495.1-1996中所述方法进行性能测试；
3、实验结果：见表5。
表5 高阻层材料对碲化镉太阳能电池结构样品的电池性能影响
其中，Eff为光电转换效率，Voc为开路电压，Jsc为短路电流，FF为填充因子。
从以上数据可以看出，实施例7样品电池性能较好，即高阻层为Zn2xSn1-xO2层；其中，0＜x＜1时，其电池性较好，为优选方案。
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)
1.一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳电池结构，包括衬底，其特征在于，所述衬底上设置有外延叠层，所述外延叠层由下往上依次包括：所述外延叠层由下往上依次包括：透明导电膜层、窗口层和光吸收层；所述窗口层包括：锡酸锌镁层，所述光吸收层为碲化镉层。
2.根据权利要求1所述的太阳电池结构，其特征在于，所述锡酸锌镁层为MgxZnySnzO2层；其中，0＜x＜0.8，0＜y＜2，0＜z＜1。
3.根据权利要求1所述的太阳电池结构，其特征在于，所述锡酸锌镁层厚度为2nm～3000nm。
4.根据权利要求1所述的太阳电池结构，其特征在于，所述锡酸锌镁层用Al、F、Mn、Nb、N掺杂。
5.根据权利要求1所述的太阳电池结构，其特征在于，所述锡酸锌镁层电导率为10-3Ω/cm～108Ω/cm。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述外延叠层还包括：阻挡层，所述透明导电膜层设置于所述阻挡层上。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述外延叠层还包括：高阻层，所述高阻层设置于所述透明导电膜和所述窗口层之间。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述窗口层还包括：硫化镉层，所述硫化镉层设置于所述锡酸锌镁层和所述光吸收层之间。
9.一种具有锡酸锌镁层的碲化镉太阳能电池结构的制备方法，其特征在于，包括：衬底上由下往上依次外延生长透明导电膜层、锡酸锌镁层和碲化镉层；所述锡酸锌镁层形成窗口层，所述碲化镉层形成光吸收层。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，外延生长所述锡酸锌镁层方法选自磁控溅射法、化学气相淀积法、水浴沉积法和热扩散法中一种或多种。
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