[發明專利]一種碲化鎘薄膜電池

有效

• 申請號: 201910974323.3
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110707165B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 傅干華;潘錦功;彭壽;馬立云;文秋香;李永強
• 申請（專利權）人: 成都中建材光電材料有限公司
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/0352;H01L31/073;H01L31/18
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙) 51237
• 代理人: 李華;溫黎娟

1.一種碲化鎘薄膜電池，由下到上依次包括襯底層(1)、窗口層(3)、吸收層(4)和金屬背電極層(6)，其特征在于，所述襯底層(1)與所述窗口層(3)之間設置TiO₂陣列層(2)，所述吸收層(4)和所述金屬背電極層(6)之間設置背接觸層(5)；

所述TiO₂陣列層的厚度為80～200nm，所述TiO₂陣列層(2)的制備方法包括采用勻膠法制備TiO₂種子層和采用水熱法制備TiO₂陣列層(2)；

所述采用勻膠法制備TiO₂種子層的方法包括：

前驅液的配置：

將2～4mL異丙醇鈦加入到20～30mL無水乙醇中，攪拌5～10min后，得到溶液A；

取濃度為2～4mol/L，體積為0.2～0.5mL鹽酸溶液加入到20～3mL無水乙醇中，攪拌5～10分鐘，得到溶液B；

將所述溶液A與所述溶液B混合，攪拌60～150min，得到前驅液，將所述前驅液在室溫內陳化24h后，放置在3～10℃的低溫下存儲備用；

種子層的制備：

將所述前驅液通過旋涂機旋涂在所述襯底層(1)上，得到樣品；

將所述樣品進行干燥處理；

將干燥處理后的所述樣品進行加熱處理，其中，加熱的溫度450～600℃，加熱的時間15～60min；

最后將加熱處理后的樣品進行自然冷卻，得到TiO₂種子層樣品。

2.根據權利要求1所述的一種碲化鎘薄膜電池，其特征在于，所述襯底層(1)的材料為FTO導電玻璃或ITO導電玻璃。

3.根據權利要求1所述的一種碲化鎘薄膜電池，其特征在于，所述采用水熱法制備TiO₂陣列層(2)的方法為：

制備鈦酸丁酯反應液；

將所述反應液加入到反應釜中；

將制備了所述TiO₂種子層樣品放入所述反應釜中，；

對所述反應釜進行第一次 加熱處理，其中，所述第一次加熱處理的溫度為120～220℃，所述第一次加熱處理的時間為12～24h；

當反應釜自然冷卻后，取出所述TiO₂種子層樣品沖洗并烘干，對所述TiO₂種子層樣品進行第二次加熱處理，其中，所述第二次加熱處理的溫度500～600℃，所述第二次加熱處理的時間20～60min，冷卻后，得到所述TiO₂陣列層(2)。

4.根據權利要求1所述的一種碲化鎘薄膜電池，其特征在于，所述窗口層(3)為CdS窗口層，所述吸收層(4)為CdTe吸收層，所述窗口層(3)和所述吸收層(4)均采用氣相傳輸沉積法進行制備；

其中，所述窗口層(3)的厚度為50～200nm，所述吸收層(4)的厚度為2.5～4μm。

5.根據權利要求4所述的一種碲化鎘薄膜電池，其特征在于，采用濃度為0.2～0.35mol/L的CdCl₂甲醇溶液對所述窗口層(3)和所述吸收層(4)進行表面浸泡處理；

然后對所述窗口層(3)和所述吸收層(4)進行退火處理，其中，退火的溫度為420～580℃；

最后對所述窗口層(3)和所述吸收層(4)進行清洗。

6.根據權利要求1所述的一種碲化鎘薄膜電池，其特征在于，所述背接觸層(5)為Cu背接觸層，所述背接觸層(5)采用磁控濺射法制備，所述背接觸層(5)的厚度為80～150nm。

7.根據權利要求1所述的一種碲化鎘薄膜電池，其特征在于，所述金屬背電極層(6)為Mo背電極層，所述金屬背電極層(6)采用磁控濺射法制備，所述金屬背電極層(6)的厚度為250～450nm。