[發明專利]一種復合太陽能電池制備方法

有效

• 申請號: 201410681765.6
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104465871A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 李建康
• 申請（專利權）人: 蘇州市職業大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 蘇州銘浩知識產權代理事務所(普通合伙) 32246
• 代理人: 王軍

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，特別是涉及一種復合太陽能電池制備方法。

背景技術

人類生存環境的保護和能源問題是當今人類社會面臨的共同問題。據計算，煤、石油、天然氣等化石燃料預計最多還能使用一個世紀左右，它們有限的數量和人類無限的需求之間構成不可調和的矛盾。更嚴重的是，隨著化石燃料的不斷枯竭，化石燃料燃燒產生的溫室氣體、氮氧化合物等環境污染問題日益嚴重，所以清潔、無污染并且儲藏量巨大的可再生能源的開發成為人類面臨的重大問題。因此，太陽能被視為21世紀能源研究的主要領域，它與常規能源相比，存在著許多優勢：第一，它是人類可以利用的資源中最豐富的，據專家推算，在過去的十幾億年中，太陽只消耗了它本身能量的2%，照射在地球上的太陽能量非常巨大，大約40min照射在地球上的太陽能，足以供全球人類一年的能量消費。按這樣計算，太陽能足以供給人類使用幾十億年?，這無疑是一種巨大的能量，可以說是取之不盡，用之不竭。第二，開發利用太陽能不會污染環境，它是最清潔能源之一，在環境污染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的。第三，太陽光照射在大地上，沒有地域的限制，只要有光照的地方就有太陽能，無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，處處皆有，可直接開發和利用，且不需要開采和運輸，這樣在偏遠的山村也可以直接利用，很有實用價值。所以合理開發太陽能將能有效地解決人類的能源問題。

化合物半導體薄膜太陽電池的研究及制造是當今光伏領域的研究熱點，CdS/CdTe多晶薄膜太陽能電池由于具有成本低廉、性能穩定、工藝簡單等特點受到了廣泛重視。CdS硫化鎘薄膜作為CdS/CdTe多晶薄膜太陽能電池p-n結的n型材料，是化學性能穩定的Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶半導體材料，禁帶寬度為2.42eV，由于硫化鎘CdS允許絕大部分可見光通過而被廣泛用作太陽能電池的窗口材料。碲化鎘CdTe的禁帶寬度為1.45eV，吸收系數大，1um厚的薄膜即可吸收90%以上的太陽光，是一種理想的太陽電池材料。傳統的CdS/CdTe多晶薄膜太陽能電池的基本結構通常由背電極/p型CdTe/n型CdS/前電極組成，其結構示意圖如說明書附圖圖1所示，附圖標記為1、背電極；2、p-CdTe膜；3、n-CdS膜；4、透明導電膜；5、玻璃襯底；透明導電膜4鍍在玻璃襯底5上，n-CdS膜3制備在透明導電膜4上，p-CdTe膜2制備在n-CdS膜3上，背電極1設在p-CdTe膜上。

????目前制備CdS/CdTe多晶薄膜太陽能電池方法有很多，傳統方法是首先用化學水浴法在導電玻璃表面制備一層n-CdS薄膜材料，然后在CdS表面上，再制備一層p-CdTe薄膜材料，最后在CdTe表面沉積一層背電極即可；其中制備CdTe薄膜材料有近場升華法、熱蒸發法、磁控濺射以及電化學沉積法等，其中電化學沉積法由于設備簡單、成本低廉而受到人們重視，但同時帶來的問題是在CdS表面上通過電化學沉積制備CdTe薄膜時，容易造成CdS薄膜材料脫落，從而造成器件破壞。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種復合太陽能電池制備方法，能夠在制備太陽能電池時在硫化鎘CdS薄膜表面制備碲化鎘CdTe薄膜，保證硫化鎘CdS薄膜材料不易脫落。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種復合太陽能電池制備方法，包括：

第一步，CdS薄膜制備：運用化學水浴法在導電玻璃導電一側的表面制備一層n-CdS薄膜材料，作為窗口材料以及p-n結的n型材料使用；

第二步，CdTe薄膜制備：取另一塊導電玻璃，在導電一側的表面通過電化學沉積法制備一層p-CdTe薄膜材料，作為p-n結的p型材料以及背電極使用；

第三步，復合太陽能電池封裝：將兩塊分別制備了CdS薄膜和CdTe薄膜材料的導電玻璃，CdS薄膜與CdTe薄膜面對面靠在一起，用夾子夾緊固定，然后放置在高溫爐中退火處理。

優選的是，所述導電玻璃需要進行預處理；導電玻璃預處理工序包括：（1）、將導電玻璃用濃硝酸浸泡15分鐘，取出后在去離子水中漂洗；（2）、將導電玻璃在10%的NaOH溶液中浸泡15分鐘，再用去離子水沖洗；（3）、將導電玻璃放入丙酮溶液中，并超聲清洗10分鐘；（4）、將導電玻璃放入無水乙醇中，再超聲清洗10分鐘，最后用去離子水沖洗；（5）、將導電玻璃放入密封干凈的干燥箱中烘干，備用。

優選的是，所述化學水浴法制備CdS薄膜步驟包括制備CdS成膜溶液和用恒溫磁力攪拌水浴鍋沉積CdS薄膜；