[發明專利]一種碲化鎘梯度吸收層的制備方法及太陽電池

在審

• 申請號: 202110986532.7
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113745359A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 沈凱;劉嬌;麥耀華;周逸良;鮑飛雄;王新龍
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: H01L31/0296
• 分類號: H01L31/0296;H01L31/0445;H01L31/18
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

1.一種碲化鎘梯度吸收層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：在硒源層上沉積CdTe薄膜，當CdTe薄膜沉積完成后進行快速超高溫擴散反應過程，然后進行激活熱處理工藝，制得所述碲化鎘梯度吸收層；所述快速超高溫擴散反應過程是指在CdTe薄膜沉積完成后，將沉積得到的薄膜疊層快速升溫至550～620℃的高溫，在高壓氮氣或惰性氣體環境下，保持時間為1～20min，然后快速降溫；其中，快速升溫和快速降溫過程分別滿足：300℃至平臺溫度或平臺溫度降至300℃在1分鐘內完成，平臺溫度為550～620℃。

2.根據權利要求1所述一種碲化鎘梯度吸收層的制備方法，其特征在于，所述快速超高溫擴散反應過程中的氣壓應控制在50～80kPa。

3.根據權利要求1所述一種碲化鎘梯度吸收層的制備方法，其特征在于，所述激活熱處理工藝，是指將沉積了薄膜層的樣品置于含CdCl₂或MgCl₂環境下進行熱處理，熱處理溫度為350～450℃，熱處理時間為10～30min。

4.根據權利要求1所述一種碲化鎘梯度吸收層的制備方法，其特征在于，所述CdTe薄膜沉積方法包括真空熱蒸發法、近空間升華法、磁控濺射法、氣相輸運法、分子束外延法、熱壁沉積法、電子束沉積法、電化學沉積法或化學水浴法，厚度為1～5μm，沉積溫度為500～650℃。

5.一種碲化鎘太陽電池，其特征在于，其主要通過以下步驟制備得到：

(1)對帶有透明導電層的玻璃襯底進行清洗；

(2)在襯底上沉積n型緩沖層；

(3)在n型緩沖層上沉積硒源層；

(4)按照權利要求1-4任一項所述方法在硒源層上制備p型吸收層；

(5)在p型吸收層薄膜表面沉積背接觸層；

(6)在背接觸層上沉積背電極。

6.根據權利要求5所述的一種碲化鎘太陽電池，其特征在于，所述透明導電層為透明導電氧化物層，包括Cd₂SnO₄或SnO₂:F，厚度為200～400nm。

7.根據權利要求5所述的一種碲化鎘太陽電池，其特征在于，所述n型緩沖層為n型半導體薄膜或n型半導體薄膜疊層，包括MgZnO、CdS、摻氧硫化鎘、ZnO、SnO₂、ZnSnO₄中的一種以上；緩沖層厚度為20～200nm。

8.根據權利要求5所述的一種碲化鎘太陽電池，其特征在于，所述硒源層包括CdTeSe或CdSe；硒源層厚度為50～150nm；

所述硒源層制備方法包括真空熱蒸發法、近空間升華法、磁控濺射法、氣相輸運法、分子束外延法、熱壁沉積法、電子束沉積法、電化學沉積法或化學水浴法。

9.根據權利要求5所述的一種碲化鎘太陽電池，其特征在于，所述背接觸層為高功函數緩沖層，厚度為5～100nm；所述的高功函數緩沖層可為金屬碲化物或過渡金屬氧化物。

10.根據權利要求5所述的一種碲化鎘太陽電池，其特征在于，所述背電極為高功函數的導電電極，包括金屬背電極或石墨，當背電極層為金屬背電極時，厚度為50～500nm；當背電極層為石墨時，背電極厚度為1～10μm。