[實用新型]一種碲化鎘太陽能電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721160703.6
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN207474484U
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 周航;唐濤;梁軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224;H01L31/073
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 任漱晨

本實用新型實施例提供一種碲化鎘太陽能電池，所述碲化鎘太陽能電池包括：摻氟的二氧化錫FTO導電玻璃；硫化鎘CdS薄膜，沉積在摻氟的二氧化錫FTO導電玻璃上；碲化鎘CdTe薄膜，沉積在硫化鎘CdS薄膜上；碳納米管薄膜，沉積在碲化鎘CdTe薄膜上；金屬電極，沉積在碳納米管薄膜上。上述技術方案具有如下有益效果：使碳納米管層具備很好的熱穩(wěn)定性，從而電池不會像銅Cu摻雜做背電極那樣出現(xiàn)效率減退，延長使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及碲化鎘太陽能電池(CdTe Solar Cells)及碳納米管(SWNT)應用技術領域，尤其涉及一種碲化鎘太陽能電池。

背景技術

CdTe是II-IV族化合物半導體材料，也是一種直接帶隙半導體材料，是具有潛力的高效率的光伏材料。由于其擁有與太陽光譜近乎完美匹配的帶隙(1.5eV)，高的光學吸收系數(shù)以及低成本的制備工藝，使得基于多晶CdTe薄膜所制備的太陽能電池在整個薄膜太陽能電池界擁有很強的競爭力。CdTe太陽能電池最大的理論轉(zhuǎn)換效率約為30％，而僅僅數(shù)微米厚度的CdTe薄膜便可以吸收90％以上的入射光子。因此，這也使得用以制備電池的材料成本得以下降。在2015年，美國First Solar公司制備的CdTe薄膜太陽能電池的實驗室效率和組件效率分別達到了21.5％和18.6％，這也使得CdTe薄膜太陽能電池無論在研究領域還是商業(yè)應用領域都充滿著熱點。但由于CdTe的高電子親和能(4.5eV)以及高阻性(10⁴～10⁶)，導致沒有高功函數(shù)金屬可以與之形成較好的歐姆接觸或者是0高度的肖特基勢壘，因此增加了接觸電阻。在傳統(tǒng)的碲化鎘電池中，銅Cu的引入可以降低肖特基勢壘，但是它的使用也伴隨著CdTe穩(wěn)定性的問題，主要表現(xiàn)在：(1)隨著時間的延長，Cu會向著電池內(nèi)部進行擴散，然后慢慢的便在背電極處留下了Cu耗盡區(qū)域；(2)Cu的擴散也同時導致了CdS/CdTe異質(zhì)結(jié)的破壞，并且形成了Cu相關的復合中心。

碳納米管具有優(yōu)異的電學、熱學、光學性能，有文章曾經(jīng)報道通過低成本的噴涂技術，半導體性的碳納米管可以應用在硅太陽能電池器件做接觸電極使用，并且取得了一定的進展。碳納米管SWNT這一層具備很好的熱穩(wěn)定性，對單壁碳納米管薄膜作CdTe電池的背電極的電池做加速老化實驗，沒有發(fā)現(xiàn)電池像銅Cu摻雜做背電極那樣出現(xiàn)效率減退，而且，用單壁碳納米管做背電極還能降低電池的制作成本。

實用新型內(nèi)容

本實用新型實施例提供一種碲化鎘太陽能電池，使碳納米管層具備很好的熱穩(wěn)定性，從而電池不會像銅Cu摻雜做背電極那樣出現(xiàn)效率減退，延長使用壽命。

為了達到上述技術效果，本實用新型實施例提供了一種碲化鎘太陽能電池，所述碲化鎘太陽能電池包括：

摻氟的二氧化錫FTO導電玻璃；

硫化鎘CdS薄膜，沉積在摻氟的二氧化錫FTO導電玻璃上；

碲化鎘CdTe薄膜，沉積在硫化鎘CdS薄膜上；

碳納米管薄膜，沉積在碲化鎘CdTe薄膜上；

金屬電極，沉積在碳納米管薄膜上。

上述技術方案具有如下有益效果：用碳納米管薄膜替代銅Cu作為背電極材料，由于碳納米管的功函數(shù)通常在4.5eV～5.0eV，從而可以降低與碲化鎘CdTe薄膜的肖特基勢壘，優(yōu)化背電極的接觸，進一步提高了碲化鎘CdTe電池的光電轉(zhuǎn)換效率，由于碳納米管層具備很好的熱穩(wěn)定性，從而電池不會像銅Cu摻雜做背電極那樣出現(xiàn)效率減退，延長使用壽命；利用旋涂的方法制備碳納米管薄膜，制備方法簡單，降低制造成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。