高转换效率CdTe薄膜太阳电池研究与制备

摘要

CdTe/CdS 异质结太阳能电池是非常具有应用前景的第二代低成本薄膜太阳能电池.高质量的CdS 与CdTe 薄膜制备是获得高转化效率薄膜电池的关键.目前高转换效率的CdTe太阳能电池的CdS 层大都为水浴方法制备,但是水浴方法制备的CdS 层中常存在微结构和电学性能不均匀等现象,是影响电池性能以及制备重复性的重要因素.本研究通过适当提高CdS的厚度,有效减少CdS 薄膜中的孔洞,并独创采用CdCl2 蒸气对CdS 预制膜进行处理,得到了单层大晶粒均匀致密的高质量CdS 薄膜,有效提高了电池的并联电阻以.本研究还通过采用细小CdTe 粉末作为进空间升华源,制备了较均匀平整的CdTe 薄膜,降低了CdTe 薄膜电池的所需的吸收层CdTe 厚度,有效降低了电池的串联电阻.通过一系列提高,我们制备了转化效率高达14.6%的CdTe 薄膜太阳能电池,其中开路电压为822mV,短路电流为25.1mA/cm2,填充因子70.46%,面积5*5mm2.