本申請(qǐng)涉及領(lǐng)域太陽能電池
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種碲化鎘薄膜太陽能電池。
背景技術(shù)：
：在社會(huì)、環(huán)境、能源和可持續(xù)性發(fā)展等要求的推動(dòng)下，新能源的推廣應(yīng)用已成為全球共識(shí)。而太陽能作為新能源中最主要的可再生能源，在未來發(fā)展中占有重要地位。薄膜太陽電池主要包括非晶硅、碲化鎘、銅銦鎵硒以及染料敏化等多種類型，其由于消耗材料少，具有所共識(shí)的很大的降低成本空間，受到世界各國的越來越多的關(guān)注。其中，碲化鎘(CdTe)薄膜太陽電池，其結(jié)構(gòu)主體由的光吸收層CdTe層與窗口層CdS層形成，吸光效率系數(shù)>105cm-1，可吸收90％以上的光，轉(zhuǎn)換效率以在8％以上，是新一代高效、低成本、可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的太陽電池。而目前常用的碲化鎘(CdTe)薄膜太陽電池CdTe層厚度為3微米到8微米，元素Te是稀有元素，材料稀少且價(jià)格昂貴，造成碲化鎘(CdTe)薄膜太陽電池生產(chǎn)成本高，成為限制其發(fā)展的一大因素。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N碲化鎘薄膜太陽能電池，所述電池在保證太陽光的吸收效率的基礎(chǔ)上，減小光吸收層的厚度，降低Te原料的消耗，降低生產(chǎn)成本，批量生長可行性高。為解決以上技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案是一種碲化鎘薄膜太陽能電池，包括襯底，所述襯底上設(shè)置有疊層薄膜，所述疊層薄膜由下往上依次包括透明導(dǎo)電膜、窗口層、光吸收層、背接觸層、背反射層和背電極層；所述窗口層為硫化鎘薄膜層，所述光吸收層為碲化鎘薄膜層，所述背接觸層為硫氰酸亞銅薄膜層，所述背反射層為銀薄膜層。優(yōu)選的，所述襯底為玻璃或高分子聚合物。優(yōu)選的，所述高分子聚合物為聚酰亞胺。優(yōu)選的，所述透明導(dǎo)電膜為TCO薄膜。優(yōu)選的，所述背電極層包括鎳薄膜層和鉻薄膜層。優(yōu)選的，所述窗口層厚度為10nm～200nm。優(yōu)選的，所述光吸收層厚度為50nm～2000nm。優(yōu)選的，所述光吸收層厚度為500nm～2000nm。優(yōu)選的，所述光吸收層厚度為500nm。優(yōu)選的，所述背接觸層厚度為5nm～100nm。優(yōu)選的，所述背接觸層厚度為20nm。優(yōu)選的，所述背反射層厚度為30nm～800nm。優(yōu)選的，所述背反射層厚度為80nm～800nm。優(yōu)選的，所述背反射層厚度為80nm優(yōu)選的，所述疊層薄膜還包括封裝材料層和背板，所述封裝材料層和所述背板依次設(shè)置于所述背電極層上。優(yōu)選的，所述背板為玻璃。在本申請(qǐng)技術(shù)方案中，一種碲化鎘薄膜太陽能電池，包括襯底，所述襯底上設(shè)置有疊層薄膜，所述疊層薄膜由下往上依次包括透明導(dǎo)電膜、窗口層、光吸收層、背接觸層、背反射層和背電極后進(jìn)行封裝；所述窗口層為硫化鎘薄膜層，所述光吸收層為碲化鎘薄膜層；所述背接觸層為硫氰酸亞銅薄膜層，硫氰酸亞銅薄膜層與碲化鎘薄膜層容易實(shí)現(xiàn)歐姆接觸，透明導(dǎo)電膜有減反效果，能夠使更多的光進(jìn)入電池內(nèi)部；加上為銀薄膜層的背反射層，能夠使到達(dá)電池底部的光充分反射回電池內(nèi)部進(jìn)行再次吸收，提升對(duì)入射太陽光的捕捉效率，提高電池的光利用率；背電極包括鎳薄膜層和鉻薄膜層，為多層結(jié)構(gòu)，具有良好的導(dǎo)電性；因此，本申請(qǐng)?zhí)峁┑捻诨k薄膜太陽能電池能使太陽光被非常有效地反射，在光吸收層的路徑上可以實(shí)現(xiàn)非常好的量子效率，在保證太陽光的吸收效率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)減小光吸收層的厚度，降低Te原料的消耗，降低生產(chǎn)成本。本申請(qǐng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，其詳細(xì)說明如下：本申請(qǐng)?jiān)O(shè)置銀薄膜層，在600nm至1200nm的波長范圍內(nèi)具有大于等于95％的積分全反射率，有效提升對(duì)入射太陽光的捕捉效率，進(jìn)而提高對(duì)太陽光的吸收效率，并獲得高效率碲化鎘薄膜太陽能電池，降低生產(chǎn)成本；同時(shí)，銀薄膜層厚度為30nm～800nm，也有效控制了成本；采用廉價(jià)的硫氰酸亞銅薄膜層作背接觸層，硫氰酸亞銅薄膜層與碲化鎘薄膜層容易實(shí)現(xiàn)歐姆接觸，提高太陽光的吸收效率；本申請(qǐng)?jiān)诠馕諏拥穆窂缴峡梢詫?shí)現(xiàn)非常好的量子效率，在保證太陽光的吸收效率的基礎(chǔ)上，減小光吸收層的厚度，降低Te原料的消耗，降低生產(chǎn)成本批量生長可行性高。附圖說明圖1是本申請(qǐng)所述的碲化鎘薄膜電池結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本申請(qǐng)的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。實(shí)施例1如圖1所示的一種碲化鎘薄膜太陽能電池，包括襯底1，所述襯底1上設(shè)置有疊層薄膜，所述疊層薄膜由下往上依次包括透明導(dǎo)電膜2、窗口層3、光吸收層4、背接觸層5、背反射層6、背電極層7、封裝材料層8和背板9；其中，所述襯底1為玻璃或高分子聚合物，所述高分子聚合物為聚酰亞胺；所述透明導(dǎo)電膜2為TCO薄膜；所述窗口層3為硫化鎘薄膜層，厚度為10nm～200nm；所述光吸收層4為碲化鎘薄膜層，厚度為500nm；所述背接觸層5為硫氰酸亞銅薄膜層，厚度為20nm；所述背反射層6為銀薄膜層，厚度為80nm；所述背電極層7包括鎳薄膜層10和鉻薄膜層11，所述背板9為玻璃。實(shí)施例2光吸收層厚度對(duì)碲化鎘薄膜太陽能電池樣品的電池性能影響1、實(shí)驗(yàn)樣品：碲化鎘薄膜太陽能電池樣品A、B、C、D(光吸收層厚度分別為50nm、300nm、500nm、2000nm)；2、實(shí)驗(yàn)方法：采用GB/T6495.1-1996中所述方法進(jìn)行性能測試；3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：見表1。表1光吸收層厚度對(duì)碲化鎘薄膜太陽能電池樣品的電池性能影響結(jié)果電池樣品Eff(％)Voc(V)Jsc(mA/cm2)FF(％)樣品A4.350.62315.245.936樣品B7.640.79518.751.352樣品C12.850.82422.469.619樣品D12.930.82222.868.991其中，Eff為充放電效率，Voc為開路電壓，Jsc為短路電流，F(xiàn)F為填充因子。從以上數(shù)據(jù)可以看出吸收層厚度為500nm～2000nm時(shí)，電池性能較好，為優(yōu)選方案，結(jié)合不同厚度原料消耗量，吸收層厚度為500nm時(shí)，為最優(yōu)選方案。實(shí)施例3背接觸層厚度對(duì)碲化鎘薄膜太陽能電池樣品的電池性能影響1、實(shí)驗(yàn)樣品：碲化鎘薄膜太陽能電池樣品a、b、c(背接觸層厚度分別為5nm、20nm、100nm)；2、實(shí)驗(yàn)方法：采用GB/T6495.1-1996中所述方法進(jìn)行性能測試；3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：見表2。表2背接觸層厚度對(duì)碲化鎘薄膜太陽能電池樣品的電池性能影響結(jié)果電池樣品Eff(％)Voc(V)Jsc(mA/cm2)FF(％)樣品a9.260.78821.30.5517樣品b12.850.82422.469.619樣品c7.870.79120.149.500其中，Eff為充放電效率，Voc為開路電壓，Jsc為短路電流，F(xiàn)F為填充因子。從以上數(shù)據(jù)可以看出的樣品b電池性能最好，即背接觸層的厚度在20nm時(shí)，其電池性能更好，為最優(yōu)選方案。實(shí)施例4背反射層厚度對(duì)碲化鎘薄膜太陽能電池樣品的電池性能影響1、實(shí)驗(yàn)樣品：碲化鎘薄膜太陽能電池樣品d、e、f(背反射層厚度分別為30nm、80nm、800nm)；2、實(shí)驗(yàn)方法：采用GB/T6495.1-1996中所述方法進(jìn)行性能測試；3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：見表3。表3背反射層厚度對(duì)碲化鎘薄膜太陽能電池樣品的電池性能影響結(jié)果電池樣品Eff(％)Voc(V)Jsc(mA/cm2)FF(％)樣品d7.540.79814.244.85樣品e12.410.82522.367.455樣品f12.850.82422.469.619其中，Eff為充放電效率，Voc為開路電壓，Jsc為短路電流，F(xiàn)F為填充因子。從以上數(shù)據(jù)可以看出，背反射層厚度為80nm～800nm時(shí)，電池性能較好，為優(yōu)選方案，結(jié)合不同厚度原料消耗量，背反射層厚度為80nm時(shí)，為最優(yōu)選方案。以上僅是本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本申請(qǐng)的限制，本申請(qǐng)的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請(qǐng)的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3