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碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池、電池組件及其制備方法

文檔序號(hào):7169448閱讀:345來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池、電池組件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于薄膜太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域,涉及碲化鎘(CdTe)薄膜太陽(yáng)電池、使用該太陽(yáng)電池的電池組件以及該太陽(yáng)電池的制備方法,尤其涉及背接觸結(jié)構(gòu)采用銅薄膜層和氮化鑰層的CdTe薄膜太陽(yáng)電池。
背景技術(shù)
在新能源技術(shù)領(lǐng)域,太陽(yáng)電池應(yīng)用越來(lái)越廣泛,并且工業(yè)界在不斷地追求太陽(yáng)電池的低成本制造,從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)電池大規(guī)模廣泛應(yīng)用。其中,薄膜太陽(yáng)電池相對(duì)單晶硅或多晶硅太陽(yáng)電池在低成本特性方面前景良好,因此,薄膜太陽(yáng)電池被不斷深入研究并開(kāi)始商業(yè)化應(yīng)用。CdTe薄膜太陽(yáng)電池是當(dāng)前開(kāi)始商業(yè)化應(yīng)用的主要類型的薄膜太陽(yáng)電池,在CdTe薄膜太陽(yáng)電池中,其基于CdTe為吸收層,效率高、成本低,目前該類型薄膜太陽(yáng)電池的最高轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到17.3%,基于該類型薄膜太陽(yáng)電池的大面積組件的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到13.4%。但是,目前制約CdTe薄膜太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率提高的因素還存在很多,其中,CdTe層與背電極層之間的接觸電阻是其中的一個(gè)重要因素,這是由于吸收層中的CdTe層為P型半導(dǎo)體,其電子親和勢(shì)基本等于4.3eV,禁帶寬度基本為1.5eV,(考慮成本因素的情況下)很難找到功函數(shù)比CdTe高的背電極金屬材料與CdTe層形成歐姆接觸。為解決以上所述接觸電阻問(wèn)題,本領(lǐng)域中,解決方法之一是在CdTe層和背電極層之間引入背接觸結(jié)構(gòu)(或背接觸層)。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的CdTe薄膜太陽(yáng)電池的基本結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示,110為透明導(dǎo)電層,其可以形成玻璃襯底上(圖中未示出);120為窗口層,130為CdS層,其通常為η型半導(dǎo)體;140為CdTe層,其通常為ρ型半導(dǎo)體;150為背接觸層或背接觸結(jié)構(gòu);160為背電極層。背接觸層150可以用來(lái)減小接觸勢(shì)壘對(duì)空穴傳輸?shù)淖璧K,從而減小接觸電阻。目前,背接觸層150通常采用碲化鋅(ZnTe)、碲化汞(HgTe)、碲化銻(Sb2Te3)等,這些材料通常為化合物半導(dǎo)體材料,價(jià)格昂貴,大大提高了 CdTe薄膜太陽(yáng)電池的成本。美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為US2008/0110498A1的美國(guó)專利中,公開(kāi)的帶背接觸層的CdTe薄膜太陽(yáng)電池中,背接觸層150采用氮化鑰,該背接觸層可以使用單質(zhì)為原理制備,成本低。但是,我們發(fā)現(xiàn),該結(jié)構(gòu)也存在明顯不足,即CdTe的晶格常數(shù)為6.48埃,氮化鑰的晶格常數(shù)為4.16埃(鑰的晶格常數(shù)為3.14埃),這使得鑰或氮化鑰與相鄰的CdTe之間晶格失配明顯,兩者之間的界面態(tài)較高,接觸電阻難以得到減小。有鑒于此,本發(fā)明提出一種具有新型背接觸結(jié)構(gòu)的CdTe薄膜太陽(yáng)電池。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于,減小CdTe薄膜太陽(yáng)電池的接觸電阻以提高其性能。本發(fā)明的又一目的在于,降低CdTe薄膜太陽(yáng)電池的制備成本。為實(shí)現(xiàn)以上目的或者其它目的,本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
按照本發(fā)明的一方面,提供一種碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池,包括由碲化鎘層形成的pn異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)、以及背電極層;所述碲化鎘層上依次形成有銅薄膜層和氮化鑰層,所述銅薄膜層和氮化鑰層用于形成位于所述背電極層與所述碲化鎘層之間的背接觸結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明提供的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池的一實(shí)施例,其中,所述pn異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)由碲化鎘層與硫化鎘形成。按照本發(fā)明提供的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池的還一實(shí)施例,其中,所述銅薄膜層部分地被用于與所述締化鎘層表面的富締層反應(yīng)生成CuxTe,其中,I ^ X ^ 2o優(yōu)選地,所述X基本等于1.44。在一實(shí)例中,所述富碲層是通過(guò)對(duì)所述碲化鎘層進(jìn)行腐蝕處理后形成的孔狀富碲層。按照本發(fā)明提供的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池的又一較佳實(shí)施例,其中,所述銅薄膜層中部分的銅被擴(kuò)散至所述碲化鎘層中以替代鎘原子形成Cum缺陷。在之前所述實(shí)施例的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池中,可選地,所述氮化鑰層為MoNtl.46、MoN0.506、MoN、Mo0.82N、Mo0.93N、Mo0.98N、Mo2N、Mo2N0.92、Mo3N2 或者 Mo5N6,或者為以上各組分的任意組合。在之前所述實(shí)施例的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池中,可選地,所述氮化鑰層的厚度范圍為大于或等于500埃且小于或等于5000埃。在之前所述實(shí)施例 的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池中,可選地,所述銅薄膜層的厚度范圍為大于或等于2埃且小于或等于500埃。在之前所述實(shí)施例的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池中,可選地,所述背電極層為鎳、鋁、鉻、鈦或金,或者為以上金屬任意組合形成的復(fù)合層。在之前所述實(shí)施例的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池中,優(yōu)選地,其特征在于,所述氮化鑰層采用反應(yīng)濺射的方法形成。按照本發(fā)明的又一方面,提供一種太陽(yáng)電池組件,其多個(gè)如以上所述及的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池。按照本發(fā)明的再一方面,提供一種制備以上所述碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池的方法,其包括以下步驟:
提供由碲化鎘層形成的Pn異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu);
在所述碲化鎘層表面沉積銅薄膜層;
在所述銅薄膜層上沉積氮化鑰層;以及 沉積形成背電極層。按照本發(fā)明提供的制備方法的一較佳實(shí)施例,其中,在沉積氮化鑰層之后,還包括步驟:進(jìn)行熱處理;
在該熱處理過(guò)程中,所述銅薄膜層部分地與所述碲化鎘層表面的富碲層反應(yīng)生成CuxTe,其中,I彡X彡2。優(yōu)選地,所述熱處理的工藝條件為:在Ar氣氛或者氮?dú)鈿夥障绿幚恚瑹崽幚頊囟确秶鸀?40°C至300°C,熱處理時(shí)間范圍為10分鐘至90分鐘。按照本發(fā)明提供的制備方法的又一較佳實(shí)施例,其中,沉積氮化鑰層中采用反應(yīng)濺射的方法,其中,反應(yīng)濺射的靶材為鑰,反應(yīng)濺射的濺射功率范圍為30瓦至300瓦,反應(yīng)濺射的時(shí)間范圍為5分鐘至30分鐘,反應(yīng)濺射的氣體為氬氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w。按照本發(fā)明提供的制備方法的再一較佳實(shí)施例,其中,沉積所述銅薄膜層采用真空反應(yīng)蒸發(fā)、濺射或脈沖激光方法。優(yōu)選地,在沉積銅薄膜層之前,還包括步驟:在所述碲化鎘層表面進(jìn)行腐蝕處理以去除碲化鎘表面的氧化物并使所述碲化鎘層表面形成所述富碲層。優(yōu)選地,所述腐蝕處理中,使用的腐蝕溶液為溴甲醇,腐蝕的時(shí)間范圍為2秒至10秒,其中,溴甲醇中溴的體積百分比濃度范圍為15%至5%。按照本發(fā)明提供的制備方法的還一較佳實(shí)施例,其中,所述pn異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)由碲化鎘層與硫化鎘形成。本發(fā)明的技術(shù)效果是,通過(guò)在氮化鑰層與CdTe層之間引入Cu薄膜層形成新的背接觸結(jié)構(gòu),該Cu薄膜層可以減小CdTe層與氮化鑰層之間的晶格失配所導(dǎo)致的界面態(tài)高的問(wèn)題,從而可以減小接觸電阻、提高轉(zhuǎn)換效率;并且,該背接觸結(jié)構(gòu)可以采用單質(zhì)原料進(jìn)行薄膜沉積,容易大面積制備、成本低。


從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說(shuō)明中,將會(huì)使本發(fā)明的上述和其它目的及優(yōu)點(diǎn)更加完全清楚,其中,相同或相似的要素采用相同的標(biāo)號(hào)表示。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的CdTe薄膜太陽(yáng)電池的基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是按照本發(fā)明一實(shí)施例提供的CdTe薄膜太陽(yáng)電池的基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是按照本發(fā)明提供的用于制備圖2所示實(shí)施例CdTe薄膜太陽(yáng)電池的方法流程不意圖。圖4至圖7是制備圖2所示實(shí)施例CdTe薄膜太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)變化示意圖。
具體實(shí)施例方式下面介紹的是本發(fā)明的多個(gè)可能實(shí)施例中的一些,旨在提供對(duì)本發(fā)明的基本了解,并不旨在確認(rèn)本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護(hù)的范圍。容易理解,根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案,在不變更本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神下,本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其它實(shí)現(xiàn)方式。因此,以下具體實(shí)施方式
以及附圖僅是對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說(shuō)明,而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。在附圖中,為了清楚起見(jiàn),夸大了層和區(qū)域的厚度,并且,由于刻蝕引起的圓潤(rùn)等形狀特征未在附圖中示意出。圖2所示為按照本發(fā)明一實(shí)施例提供的CdTe薄膜太陽(yáng)電池的基本結(jié)構(gòu)示意圖。在實(shí)施例的太陽(yáng)電池中,CdTe薄膜太陽(yáng)電池20包括透明導(dǎo)電層210、窗口層220以及CdTe層240與CdS層230形成的pn異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。其中,透明導(dǎo)電層210可選地為TCO(TransparentConductive Oxide,透明導(dǎo)電氧化物)薄膜,例如,摻氟的二氧化錫、摻鋁的氧化鋅或銦錫氧化物等;窗口層220的材料可選地為硫化鎘或硫化鋅等,其可以通過(guò)化學(xué)水浴法、濺射法進(jìn)行沉積形成;CdS層230為η型半導(dǎo)體材料,其與ρ型的CdTe層240形成用于產(chǎn)生光伏效應(yīng)的pn異質(zhì)結(jié)。進(jìn)一步,太陽(yáng)電池20包括背電極層270,背電極層270可選地為鎳(Ni )、鋁(Al )、鉻(Cr)、鈦(Ti)或金(Au)等,也可以是鎳(Ni)、招(Al)、鉻(Cr)、鈦(Ti)或金(Au)等金屬層任意組合形成的金屬?gòu)?fù)合層。在背電極層270和CdTe層240之間設(shè)置有背接觸結(jié)構(gòu),在該實(shí)施例中,背接觸結(jié)構(gòu)包括銅薄膜層250和氮化鑰層260,依次地,銅薄膜層250形成于CdTe層240的表面之上,氮化鑰層260形成于銅薄膜層250之上。銅薄膜層250的優(yōu)選地為晶態(tài)結(jié)構(gòu),其厚度范圍為2-500 A (例如,20 A),其可以通過(guò)真空反應(yīng)蒸發(fā)、濺射、脈沖激光等方法沉積形成。銅薄膜層250中的銅一方面可以向CdTe層240中擴(kuò)散,以使Cu替代其中的部分Cd原子形成Cucd缺陷,該缺陷作為受主可以提高CdTe層中的載流子濃度,從而可以提供太陽(yáng)電池20的開(kāi)路電壓;Cu向CdTe層240的擴(kuò)散濃度以及深度等受太陽(yáng)電池的制備過(guò)程的熱處理?xiàng)l件、Cu薄膜層的厚度等因素影響。另一方面,通過(guò)引入銅薄膜層250,可以減小CdTe直接與氮化鑰接觸的晶格失配的問(wèn)題,進(jìn)而減少了界面態(tài),降低了接觸電阻,提高了 CdTe薄膜太陽(yáng)電池的性能(例如轉(zhuǎn)換效率)。氮化鑰層260 可選地為 MoN0.46、MoN0.506、MoN、Mo0.82N、Mo0.93N、Mo0.98N、Mo2N、Mo2N0.92、Mo3N2或者M(jìn)o5N6,或者為以上各組分的任意組合,其厚度范圍為500-5000 A(例如,1000 A)。由于銅薄膜層250和氮化鑰層260均可以使用單質(zhì)材料制備,因此,二者可以低成本地實(shí)現(xiàn)制備,其比現(xiàn)有技術(shù)中的背接觸層采用化合物的制備成本明顯要低。優(yōu)選地,氮化鑰層260采用反應(yīng)濺射的方法沉積形成于銅薄膜層250表面,其中靶材采用鑰,濺射功率為30 300瓦,濺射時(shí)間為5 30分鐘,氣體選擇為氬氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w(其中,氮?dú)獾馁|(zhì)量百分比范圍為2 20%)。在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例中,如圖2所示,太陽(yáng)電池20還包括位于銅薄膜層250和CdTe層240之間的CuxTe 251(1彡x彡2)。為形成該CuxTe 251,CdTe層240在沉積后需要進(jìn)行退火和腐蝕處理,從而在其表面上形成孔狀富碲層;腐蝕處理的具體工藝條件為:采用溴甲醇(溴的體積比濃度范圍為I 5%)溶液腐蝕CdTe層2 10秒。沉積在該富碲層表面的銅薄膜層250在其界面處填入富碲層的孔洞中,在一定的熱處理?xiàng)l件下,銅部分地與Te反應(yīng)生成CuxTe化合物, CuxTe 251具體可以為連續(xù)的或非連續(xù)的薄膜層,其晶格常數(shù)大小介于CdTe層240的晶格常數(shù)(6.48埃)與氮化鑰的晶格常數(shù)(4.16埃)之間,因此,能減小各層之間的晶格失配,減小接觸電阻。優(yōu)選地,CuxTe 251為Cuh44Te 251的化合物,其晶格常數(shù)為6.03埃。在又一實(shí)施例中,如果銅薄膜層250設(shè)置為比較薄,例如,3埃,在熱處理過(guò)程中,銅薄膜層250可以基本上全部地用來(lái)與Te反應(yīng)生成CuxTe化合物,從而,CdTe薄膜太陽(yáng)電池中基本不存在連續(xù)的Cu薄膜層250,CuxTe 251存在于CdTe層240和氮化鑰260之間,能進(jìn)一步減小CdTe層240和氮化鑰260之間的晶格失配。圖3所示為按照本發(fā)明提供的用于制備圖2所示實(shí)施例CdTe薄膜太陽(yáng)電池的方法流程示意圖,圖4至圖7所示為制備圖2所示實(shí)施例CdTe薄膜太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)變化示意圖。結(jié)合圖2至圖7,詳細(xì)說(shuō)明制備CdTe薄膜太陽(yáng)電池的方法。首先,步驟S410,提供基于CdS/CdTe的pn異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。如圖4所示,CdS/CdTe的pn異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)被提供,CdS層230形成于窗口層220之上,CdTe層240形成于CdS層230之上,CdTe層240和CdS層230用于形成CdS/CdTe異質(zhì)結(jié)。進(jìn)一步,可選地,步驟S420,對(duì)CdTe層240表面進(jìn)行腐蝕處理以去除CdTe表面的氧化物并使CdTe層表面形成富碲層。如圖5所示,沉積后的CdTe層240進(jìn)行退火處理和腐蝕處理,其中,腐蝕處理后,一方面會(huì)去除CdTe層240表面的氧化物,另一方面會(huì)在CdTe層表面形成孔狀的富碲層241。富碲層241用于在其后的熱處理過(guò)程中與Cu反應(yīng)生成CuxTe。在該實(shí)施例中,腐蝕處理過(guò)程中,使用的腐蝕溶液為溴甲醇(溴的體積百分比濃度范圍為I 5%),腐蝕CdTe層的時(shí)間范圍為2 10秒。進(jìn)一步,步驟S430,在CdTe層240表面沉積Cu薄膜層250。如圖6所示,Cu薄膜層250沉積在CdTe層240表面,在該實(shí)施例中,也即沉積在富碲層241上。具體地,Cu薄膜層250的厚度范圍為2-500 A(例如,20 A),其可以通過(guò)真空反應(yīng)蒸發(fā)、濺射、脈沖激光等方法沉積形成。進(jìn)一步,步驟S440,在Cu薄膜層250上沉積氮化鑰層260。如圖6所示,優(yōu)選地,氮化鑰層260采用反應(yīng)濺射的方法沉積形成于銅薄膜層250表面,其中靶材采用鑰,濺射功率為30 300瓦,濺射時(shí)間為5 30分鐘,氣體選擇為氬氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w(其中,氮?dú)獾馁|(zhì)量百分比范圍為2 20%)。因此,氮化鑰層260的制備成本低。進(jìn)一步,可選地,步驟S450,進(jìn)行熱處理。通過(guò)熱處理,一方面,可以使濺射沉積氮化鑰層260結(jié)晶;另一方面,可以形成CuxTe層251,如圖7所示,銅薄膜層250在與CdTe層240的界面處,銅與富 碲層241通過(guò)熱處理反應(yīng)生成CuxTe 251 (I ^ x ^ 2),例如,銅在沉積過(guò)程中填充富碲層241中孔洞并在孔洞中反應(yīng)生成CuxTe 251。再一方面,通過(guò)該熱處理過(guò)程,可以使Cu薄膜層中部分的銅被擴(kuò)散至CdTe層240中以替代鎘原子形成Cucd缺陷。優(yōu)選地,該步驟中,熱處理的工藝條件為:在Ar氣氛或者氮?dú)鈿夥障绿幚恚瑹崽幚頊囟确秶鸀?4(T300°C,熱處理時(shí)間范圍為l(T90min。需要理解的是,熱處理的三方面的功能也可以通過(guò)多次熱處理或多階段熱處理方式等同地實(shí)現(xiàn)(例如,在銅薄膜層沉積完成后進(jìn)行熱處理以單獨(dú)用來(lái)形成CuxTe),但是這樣可能會(huì)增加工藝的復(fù)雜度。進(jìn)一步,步驟S460,沉積形成背電極層270。如圖2所示,背電極層270可以為鎳、鋁、鉻或金等,其可以通過(guò)濺射等方法形成。至此圖2所示實(shí)施例的薄膜太陽(yáng)電池基本制備完成。通過(guò)圖3所示方法制備形成的CdTe薄膜太陽(yáng)電池相比于沒(méi)有Cu層的薄膜太陽(yáng)電池的性能大大提高,并且成本低。以下列表一給出了制備的圖2實(shí)施例的樣品(有Cu層)與現(xiàn)有技術(shù)的沒(méi)有沉積銅薄膜層的樣品(沒(méi)有Cu層)的性能比對(duì):
權(quán)利要求
1.一種碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池,包括由碲化鎘層形成的pn異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)、以及背電極層,其特征在于,所述碲化鎘層上依次形成有銅薄膜層和氮化鑰層,所述銅薄膜層和氮化鑰層用于形成位于所述背電極層與所述碲化鎘層之間的背接觸結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池,其特征在于,所述Pn異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)由碲化鎘層與硫化鎘形成。
3.如權(quán)利要求1所述的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池,其特征在于,所述銅薄膜層部分地被用于與所述碲化鎘層表面的富碲層反應(yīng)生成CuxTe,其中,I ^ X ^ 2
4.如權(quán)利要求3所述的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池,其特征在于,所述X基本等于1.44。
5.如權(quán)利要求3所述的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池,其特征在于,所述富碲層是通過(guò)對(duì)所述碲化鎘層進(jìn)行腐蝕處理后形成的孔狀富碲層。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池,其特征在于,所述銅薄膜層中部分的銅被擴(kuò)散至所述碲化鎘層中以替代鎘原子形成Cum缺陷。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池,其特征在于,所述氮化鑰層為MoN0.46> MoN0.506> MoN> Mo0.82N、Mo0.93N、Mo0.98N、Mo2N> Mo2N0.92、Mo3N2 或者 Mo5N6,或者為以上各組分的任意組合。
8.如權(quán)利要求7 所述的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池,其特征在于,所述氮化鑰層的厚度范圍為大于或等于500埃且小于或等于5000埃。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池,其特征在于,所述銅薄膜層的厚度范圍為大于或等于2埃且小于或等于500埃。
10.如權(quán)利要求1或2或3所述的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池,其特征在于,所述背電極層為鎳、鋁、鉻、鈦或金,或者為以上金屬任意組合形成的復(fù)合層。
11.如權(quán)利要求1或2或3所述的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池,其特征在于,所述氮化鑰層采用反應(yīng)濺射的方法形成。
12.—種太陽(yáng)電池組件,其特征在于,其包括多個(gè)如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池。
13.一種制備如權(quán)利要求1所述碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池的方法,其特征在于,包括以下步驟: 提供由碲化鎘層形成的Pn異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu); 在所述碲化鎘層表面沉積銅薄膜層; 在所述銅薄膜層上沉積氮化鑰層;以及 沉積形成背電極層。
14.如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,在沉積氮化鑰層之后,還包括步驟:進(jìn)行熱處理; 在該熱處理過(guò)程中,所述銅薄膜層部分地與所述碲化鎘層表面的富碲層反應(yīng)生成CuxTe,其中,I彡X彡2。
15.如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,所述熱處理的工藝條件為:在Ar氣氛或者氮?dú)鈿夥障绿幚恚瑹崽幚頊囟确秶鸀?40°C至300°C,熱處理時(shí)間范圍為10分鐘至90分鐘。
16.如權(quán)利要求13或14所述的方法,其特征在于,沉積氮化鑰層中采用反應(yīng)濺射的方法,其中,反應(yīng)濺射的靶材為鑰,反應(yīng)濺射的濺射功率范圍為30瓦至300瓦,反應(yīng)濺射的時(shí)間范圍為5分鐘至30分鐘,反應(yīng)濺射的氣體為氬氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w。
17.如權(quán)利要求13或14所述的方法,其特征在于,沉積所述銅薄膜層采用真空反應(yīng)蒸發(fā)、濺射或脈沖激光方法。
18.如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,在沉積銅薄膜層之前,還包括步驟:在所述碲化鎘層表面進(jìn)行腐蝕處理以去除碲化鎘表面的氧化物并使所述碲化鎘層表面形成所述富碲層。
19.如權(quán)利要求18所述的方法,其特征在于,所述腐蝕處理中,使用的腐蝕溶液為溴甲醇,腐蝕的時(shí)間范圍為2秒至10秒,其中,溴甲醇中溴的體積百分比濃度范圍為15%至5%。
20.如權(quán)利要求13所述的方法, 其特征在于,所述pn異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)由碲化鎘層與硫化鎘形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種碲化鎘(CdTe)薄膜太陽(yáng)電池、電池組件及其制備方法,屬于薄膜太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域。該CdTe薄膜太陽(yáng)電池的所述碲化鎘層上依次形成有銅薄膜層和氮化鉬層,所述銅薄膜層和氮化鉬層用于形成位于所述背電極層與所述碲化鎘層之間的背接觸結(jié)構(gòu)。CdTe薄膜太陽(yáng)電池的制備方法中包括用于形成背接觸結(jié)構(gòu)的銅薄膜層沉積步驟和氮化鉬層沉積步驟。本發(fā)明提供的CdTe薄膜太陽(yáng)電池具有接觸電阻小、轉(zhuǎn)換效率高的特點(diǎn),并且可以實(shí)現(xiàn)低成本地大面積制備背接觸結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L31/0352GK103187457SQ201110443818
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者楊培, 辜瓊誼, 牛學(xué)鵬 申請(qǐng)人:無(wú)錫尚德太陽(yáng)能電力有限公司, 四川尚德太陽(yáng)能電力有限公司
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