[發明專利]一種基于單晶硅片襯底的CdS/CdTe太陽電池

有效

• 申請號: 201811263997.4
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109545881B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 曾廣根;馮良桓;武莉莉
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H01L31/073
• 分類號: H01L31/073;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于單晶硅片襯底的CdS/CdTe太陽電池，其特征在于包括以下結構：襯底為p^-型單晶硅片，此襯底硅片的一面沉積有CdTe薄膜、CdS窗口層薄膜以及透明導電氧化物薄膜，另外一面沉積有p^-型ZnTe:Cu背接觸層薄膜和金屬電極，從而形成基本結構為TCO/CdS/CdTe/Si/ZnTe:Cu/金屬的太陽電池；

CdTe薄膜的厚度為0.5微米～5微米，導電類型為弱n^-型至p^-型，即費米能級與導帶底的能量差大于0.5eV；

CdS窗口層的厚度為1nm～150nm，導電類型為n^-型；

襯底硅片的另外一面依次沉積有p^-型ZnTe:Cu背接觸層薄膜和金屬電極；

其制備過程包括：

A、采用單晶硅片做襯底，使用前先去除表面的SiO₂層；

B、將步驟A獲得的襯底放置在真空腔室內，襯底的表面沉積出CdTe薄膜；

C、將步驟B獲得的薄膜進行后處理，獲得性能優良的CdTe薄膜；

D、將步驟C獲得的CdTe薄膜進行表面改性，以去除表面的氧化層，在薄膜表面形成富碲層；

E、將步驟D獲得的薄膜放置在真空腔室內，在CdTe薄膜表面沉積出CdS窗口層；

F、在步驟E獲得的CdS薄膜表面沉積出透過率大于90％的透明導電氧化物薄膜；

G、將步驟F獲得的樣品取出，將單晶硅片襯底另一面的SiO₂層去除，然后放置在真空腔室內，在襯底另一面上沉積出背接觸層薄膜；之后進行后處理，以確保背接觸層薄膜的費米能級位置為0.01eV～0.2eV；

H、在步驟G獲得的背接觸層薄膜表面沉積出金屬電極，制作獲得電池。

2.根據權利要求1所述的一種基于單晶硅片襯底的CdS/CdTe太陽電池，其特征在于在透明導電薄膜和CdS層之間，CdS層與CdTe層之間以及CdTe層與單晶Si片之間，引入緩沖層，緩沖層厚度為1nm～50nm，為Al₂O₃，SnO₂，ZnSe，ZnS，CdS:O，ZnMgO，CdS_xTe_1-x，CdSe_xTe_1-x或者SiO₂，SiCd_1-xTe_x，其中，0x≤1。