[發(fā)明專利]一種背接觸結(jié)構(gòu)、制備方法及碲化鎘薄膜太陽電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611236907.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN106784046A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬立云;彭壽;潘錦功;殷新建;蔣猛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都中建材光電材料有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0224
• 分類號(hào): H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 成都市集智匯華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)51237
• 代理人: 李華,溫黎娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種背接觸結(jié)構(gòu)、制備方法及碲化鎘薄膜太陽電池。

背景技術(shù)

環(huán)境污染和能源短缺已成為制約社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，太陽能等可再生能源技術(shù)代表了清潔能源的發(fā)展方向，作為最具可持續(xù)發(fā)展理想特征的太陽能光伏發(fā)電將進(jìn)入人類能源結(jié)構(gòu)并成為基礎(chǔ)能源的重要組成部分，我國也已經(jīng)將其作為構(gòu)建和諧可持續(xù)發(fā)展的新型社會(huì)的重要基礎(chǔ)條件列入國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃中。

碲化鎘薄膜太陽電池因其轉(zhuǎn)化效率高、成本低廉，可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)，被譽(yù)為最有前途的太陽電池之一。碲化鎘薄膜太陽電池的P型CdTe層，P型CdTe層的功函數(shù)為5.7eV，高于大多數(shù)金屬材料的功函數(shù)要高，將金屬材料直接制備在CdTe薄膜表面作為背電極，則CdTe與金屬的界面會(huì)形成肖特基勢(shì)壘，阻礙光生載流子的傳輸，降低電池性能。是在CdTe和背電極之間引入半導(dǎo)體背接觸層，來減小接觸勢(shì)壘對(duì)空穴傳輸?shù)淖璧K。通常采用在CdTe和背電極之間引入半導(dǎo)體背接觸層，來減小接觸勢(shì)壘對(duì)空穴傳輸?shù)淖璧K。目前常用的背接觸層材料有碲化鋅(ZnTe)、碲化汞(HgTe)，碲化銻(Sb₂Te₃)等，這些材料多為化合物半導(dǎo)體材料，價(jià)格較為昂貴，使得碲化鎘薄膜太陽電池的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N背接觸結(jié)構(gòu)、制備方法及碲化鎘薄膜太陽電池，所述背接觸結(jié)構(gòu)能降低與碲化鎘的接觸勢(shì)壘，形成歐姆接觸，從而提高碲化鎘薄膜太陽電池的性能，同時(shí)，降低了生產(chǎn)成本。

未解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案是：

提供一種背接觸結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)置的氧化鉬層、鉬層和氮化鉬層。

優(yōu)選的，所述背接觸結(jié)構(gòu)還包括銅層或氧化銅層，所述銅層或所述氧化銅層上依次設(shè)置所述氧化鉬層、所述鉬層和所述氮化鉬層。

優(yōu)選的，所述氧化鉬層中靠近所述鉬層氧含量逐漸降低。

優(yōu)選的，所述氮化鉬層中靠近所述鉬層氮含量逐漸降低。

優(yōu)選的，所述背接觸結(jié)構(gòu)厚度為120～300nm。

優(yōu)選的，所述氧化鉬層厚度為20～50nm。

優(yōu)選的，所述鉬層厚度為80～180nm。

優(yōu)選的，所述氮化鉬層厚度為20～50nm。

優(yōu)選的，所述銅層厚度為2～10nm。

優(yōu)選的，所述氧化銅層厚度為2～10nm。

本申請(qǐng)還提供了一種背接觸結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：在半導(dǎo)體層上依次沉積氧化鉬層、鉬層和氮化鉬層后進(jìn)行退火處理，所述氧化鉬層、所述鉬層和所述氮化鉬層形成背接觸結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述制備方法具體為在半導(dǎo)體層上依次濺射沉積所述氧化鉬層、所述鉬層和所述氮化鉬層后退火處理，所述氧化鉬層、所述鉬層和所述氮化鉬層形成背接觸結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述退火處理溫度為100～300℃。

優(yōu)選的，所述退火處理溫度為150～250℃。

優(yōu)選的，所述退火處理溫度為200℃。

優(yōu)選的，所述退火處理時(shí)間為10～90min。

優(yōu)選的，所述退火處理時(shí)間為40min。

優(yōu)選的，所述退火處理壓力為10000～1000000Pa。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體層上濺射沉積所述氧化鉬層、所述鉬層和所述氮化鉬層。

優(yōu)選的，所述濺射為磁控濺射。

優(yōu)選的，所述濺射靶材為鉬靶材，所述氧化鉬層濺射氣體為惰性氣體和氧氣，所述鉬層濺射氣體為惰性氣體，所述氮化鉬層濺射氣體為惰性氣體和氮?dú)狻?/p>

優(yōu)選的，所述惰性氣體為氬氣。

優(yōu)選的，所述濺射氣壓為1～4Pa。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體層溫度為20～200℃。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體層經(jīng)過活化處理。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體層和所述氧化鉬層之間還沉積銅層或氧化銅層，所述銅層或所述氧化銅層與所述氧化鉬層、所述鉬層和所述氮化鉬層形成背接觸結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，采用電子束熱蒸發(fā)、磁控濺射發(fā)或擴(kuò)散法沉積所述銅層或所述氧化銅層。

本申請(qǐng)還提供了一種碲化鎘薄膜太陽電池，包括上述所述的背接觸結(jié)構(gòu)或上述接觸層結(jié)構(gòu)的制備方法制得的所述背接觸結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，包括依次設(shè)置的襯底、透明導(dǎo)電氧化膜、半導(dǎo)體層、所述背接觸層結(jié)構(gòu)、封裝材料和背板。

優(yōu)選的，所述襯底和所述背板為玻璃。

優(yōu)選的，所述透明導(dǎo)電氧化膜為透明導(dǎo)電氧化物。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體層包括硫化鎘層和碲化鎘層。