[發明專利]一種碲化鎘薄膜太陽能電池及其制作方法

有效

• 申請號: 201310651339.3
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103681932A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張清;葉建霞;王向陽;趙東旭;符家賢;符家順
• 申請（專利權）人: 北海恒基偉業電子產品有限公司
• 主分類號: H01L31/073
• 分類號: H01L31/073;H01L31/0203;H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 劉冬梅;羅娟

技術領域

本發明涉及薄膜型太陽能電池的生產技術領域，主要涉及到一種碲化鎘薄膜太陽能電池及其制作方法。

背景技術

由于人類生存環境的保護要求，發展低碳經濟，要求使用無污染或者污染為最小的清潔能源，太陽能的開發和利用就應運而生，目前在世界范圍內，太陽能發電技術與應用發展甚為迅速，目前在中國一家較大型的企業生產的產量就相當于十年前當時全世界的總量。太陽能發電技術原理在于：太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路后就形成電流。利用太陽能發電技術的原理的電池為太陽電池。太陽電池根據不同材料、基板型態與組件的交叉分為不同的種類。目前多數太陽電池主要原料為硅，其中又以單晶硅、多晶硅及非晶硅為最多。單晶硅及多晶硅基本上是以硅晶圓為基礎制作p-n型的太陽電池，屬于結晶硅太陽電池，由于材料缺陷較少，光電能轉換效率較高，但成本也相對的較高；結晶硅太陽電池商業化平均轉換效率達16％，而實驗室之轉換效率則接近25％。與結晶硅太陽電池不同，薄膜型太陽電池僅需要一層極薄的光電材料，因此其所使用材料量也相對較低；另外，薄膜的基板可使用軟性或硬性的基材，可選擇性高，其制作成本一般低于結晶硅太陽電池，約為其30-40％。薄膜型太陽電池目前已有或正在開發的包括非晶硅、碲化鎘薄膜、染料敏化、銅銦硒，銅銦鎵硒合金薄膜等薄膜太陽電池。在這幾類太陽電池中，硅類太陽電池生產規模最大，技術成熟，而且由于薄膜電池用材省，成本低，現已成為研究的熱點。碲化鎘薄膜太陽電池屬于II-VI族化合物半導體，其結構主體由2μm層的P-型CdTe層與僅0.1μm的N-型窗口CdS膜層形成，光子吸收層主要發生于CdTe層，吸光效率系數>105cm^-1，故厚度相當薄，并可吸收90％以上的光，轉換效率以在8％以上，成為目前與硅類太陽電池并發齊驅的可能的潛在品種。

目前，碲化鎘太陽電池在生產工藝上主要采用采用近距蒸發方法(CSS)來制作薄膜太陽電池，制作方法復雜，生產效率不高。本發明從生產碲化鎘太陽電池的工藝著手進行研究開發，目的在于較大幅度地降低其生產成本，因此可以較大幅度地降低太陽電池的價格，而且可提高薄膜太陽能電池的吸光率和對薄膜太陽電池板的保護。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碲化鎘薄膜太陽能電池；本發明的目的之二在于提供一種碲化鎘薄膜太陽能電池的制作方法，用于提高現有技術中碲化鎘薄膜太陽能電池的吸光率和耐磨率，并且降低現有技術中碲化鎘薄膜太陽能電池生產成本高的問題。

本發明用于解決上述技術問題的技術方案為：

本發明公開了一種碲化鎘薄膜太陽能電池，其特征在于，依次由吸光防護層、玻璃層、碲化鎘層、硫化鎘層、石墨層和背電極層組成，其中，所述碲化鎘薄膜太陽能電池各層的厚度分別為：吸光防護層50～100nm、玻璃層10～15μm、碲化鎘層10～15μm、硫化鎘層200～350nm、石墨層100～200nm和背電極層200～350nm。

有選的是，所述碲化鎘薄膜太陽能電池各層的厚度分別為：吸光防護層100nm、玻璃層12μm、碲化鎘層15μm、硫化鎘層350nm、石墨層150nm和背電極層350nm。

一種用于制作權利要求1所述的碲化鎘薄膜太陽能電池的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)常規方法制備硫化鎘和碲化鎘顆粒；

2)把制備的硫化鎘顆粒、聚四氟乙烯和磁化水按照3：3：1～2：4：1的體積比進行混合，加熱至硫化鎘與聚四氟乙烯和磁化水混合均勻制成硫化鎘膠體液；

3)把制備的碲化鎘顆粒、聚四氟乙烯和磁化水按照3：3：1～2：4：1的體積比進行混合，加熱至硫化鎘與聚四氟乙烯和磁化水混合均勻制成碲化鎘膠體液；

4)在玻璃層上依次涂布硫化鎘膠體液和碲化鎘膠體液，并分別進行烘干；

5)在烘干的碲化鎘層上采用真空鍍膜的方法噴涂石墨層，同樣的采用真空鍍膜方法噴涂背電極層；

6)在玻璃層上粘貼上吸光防護層，完成碲化鎘薄膜太陽能電池的制作。優選的是，所述玻璃層為有色玻璃。

優選的是，所述玻璃層表面設置為含有紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、靛色和紫色中至少一種顏色。

優選的是，所述玻璃層表面設置的每種顏色所在區域為獨立的多邊形，所述多個多邊形顏色區域組合成了所述玻璃層。

優選的是，所述多邊形面積為1～5mm²。

優選的是，所述吸光防護層包括吸光層、防護層和粘貼層。