一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法，它依次包括玻璃衬底层、透明导电膜层、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、封装材料层和背板玻璃层，所述玻璃衬底层采用的材料为镀有颜色层的普通玻璃或镀有减反射膜的彩色玻璃，所述普通玻璃为超白浮法玻璃，所述彩色玻璃是由玻璃中加入相关着色剂形成，所述颜色层由有颜色的金属、金属化合物等通过溅射、蒸镀、气相沉积、丝网印刷等方法形成。本发明专利技术提供的彩色碲化镉薄膜太阳能电池，颜色丰富多样，能够满足建筑外观颜色的需求，同时相较于现有的彩色晶硅太阳能电池，本发明专利技术成本低，可实现柔性化、轻量化，弱光发电效果更佳，适于推广应用。

Color cadmium telluride thin film solar cell and preparation method thereof

The invention discloses a color cadmium telluride thin film solar cell and a preparation method thereof, which in turn comprises a glass substrate layer, a transparent conductive film layer, a window layer, an absorption layer, a back contact layer, a back electrode layer, a packaging material layer and a back plate glass layer. The glass substrate layer adopts a common glass or a back plate glass coated with a color layer. The ordinary glass is super white float glass. The colored glass is formed by adding related colorants into the glass. The color layer is formed by sputtering, evaporation, vapor deposition, screen printing, etc. of colored metals and metal compounds. The color cadmium telluride thin film solar cell provided by the invention has rich and varied colors and can meet the requirements of architectural appearance color. Compared with the existing color crystal silicon solar cell, the invention has low cost, can realize flexibility, lightweight, and has better weak light power generation effect, and is suitable for popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法
本专利技术涉及一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池

技术介绍
与建筑物结合及并网发电，是光伏系统依附于建筑的一种新能源利用形式，是未来光伏发电的主要市场和重要发展方向。建筑物作为环境和城市的景观，外观色彩的要求高，因此对光伏系统的外观协调性也相应提高。目前研究较多的为彩色的晶硅太阳能电池，但晶体硅是最贵的太阳能组件，晶硅太阳能电池存在成本高、太阳能吸收因数低、材料很脆且易碎、弱光效应差等缺点。碲化镉薄膜太阳能电池是以CdTe为吸收材料的一种化合物半导体薄膜太阳电池，因其禁带宽度最佳，弱光效应好，吸光系数大，理论转化效率高、制造成本低等特点受到很多科研机构和企业的关注。碲化镉理论转化效率高达28％，量产最高转化效率已经超过了22％，且仍具有广阔的发展空间。目前尚没有对于极具有发展前景的碲化镉薄膜太阳能电池彩色组件的研究或者专利。
技术实现思路
有鉴于此，针对现有技术的不足，本专利技术提供一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法。为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案首先提供了一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池，它依次包括玻璃衬底层、透明导电膜层、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、封装材料层和背板玻璃层，其特征在于：所述玻璃衬底层采用的材料为镀有颜色层的普通玻璃或镀有减反射膜的彩色玻璃，所述普通玻璃为超白浮法玻璃，所述彩色玻璃是在玻璃中加入着色剂形成，所述颜色层由有颜色的金属、金属化合物等通过溅射、蒸镀、气相沉积、丝网印刷等方法形成。进一步的，所述彩色层选自金、铜、氧化铁、氧化钴、氯化铜等，所述玻璃着色剂选自氧化铁、氧化铈、氧化钕、氧化钛、氧化铬、氧化铜、氧化钴和氧化锰等。进一步的，所述颜色层的厚度为50-300nm。同时，本专利技术还提高了上述彩色碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法，它包括在玻璃衬底上依次沉积掺氟氧化锡形成透明导电膜层、沉积硫化镉形成窗口层、沉积碲化镉形成吸收层、沉积碲化锌或氯化铜形成背接触层、沉积金属镍或金属钼或其他金属或合金形成背电极层，然后选用POE、EVA和PVB等封装材料将沉积好各层的玻璃衬底与背板玻璃进行层压封装形成本专利技术彩色碲化镉薄膜太阳能电池组件。上述玻璃衬底在沉积前要进行镀膜处理，在普通玻璃上镀上颜色层或在彩色玻璃上镀上减反射膜，所述普通玻璃为超白浮法玻璃，所述彩色玻璃是在玻璃中加入着色剂形成，所述颜色层由有颜色的金属、金属化合物等通过溅射、蒸镀、气相沉积、丝网印刷等方法形成。所述彩色层选自金、铜、氧化铁、氧化钴、氯化铜等，所述玻璃着色剂选自氧化铁、氧化铈、氧化钕、氧化钛、氧化铬、氧化铜、氧化钴和氧化锰等。下面为各金属、金属化合物所呈现的颜色说明：Au：镀膜后玻璃呈黄色。Cu:镀膜后玻璃呈红橙色。Fe2O3:镀膜后玻璃呈红棕色。CoO：镀膜后玻璃呈桃红色。CuCl2:镀膜后玻璃呈绿色。TiO2：强烈吸收紫外线，吸收带进入可见光区紫蓝光部分使玻璃显棕黄色。Ti2O3：磷酸盐玻璃中还原条件为紫色。Cr2O3：绿色玻璃。Cr2O6：黄色玻璃。Mn2O3：紫色，氧化越强着色越深。钠硼酸盐中为棕色，铅硅酸盐中为棕红色。FeO：蓝绿色玻璃。Fe2O3：浅黄绿色或黄色玻璃。CoO6：偏紫色，低碱硼酸盐、磷酸盐中形成紫色玻璃CoO4：偏蓝色，硅酸盐中较多。Co2O3：0.01％即可使玻璃呈深蓝色。CuO：天蓝色玻璃。Ce2O3：淡黄色玻璃。Nd2O3：紫红色玻璃。进一步的，所述玻璃衬底上镀膜的方式为溅射、蒸镀、气相沉积、丝网印刷等。进一步的，所述玻璃衬底上各层的沉积方式采用低温沉积方式，避免玻璃变形。现有的碲化镉薄膜太阳能电池使用的玻璃衬底主要是高通过率的浮法玻璃，主要透过光波范围为所有可见光波长，在经过薄膜太阳能电池相关工艺加工后，背底颜色往往为黑色。本专利技术通过在普通玻璃上镀上有颜色的金属、金属化合物等形成颜色层使玻璃衬底带有颜色，或直接选用彩色玻璃并在彩色玻璃上镀上减反射膜作为玻璃衬底，使碲化镉薄膜太阳能电池的颜色丰富多样，满足光电一体化建筑的要求。与现有技术相比，本专利技术提供的彩色碲化镉薄膜太阳能电池，颜色丰富多样，能够满足建筑外观颜色的需求，同时相较于现有的彩色晶硅太阳能电池，本专利技术成本低，可实现柔性化、轻量化，弱光发电效果更佳，适于推广应用。附图说明图1为本专利技术彩色碲化镉薄膜太阳能电池的结构示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。参见图1，本专利技术提供了一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池，它依次包括玻璃衬底层1、透明导电膜层2、窗口层3、吸收层4、背接触层5、背电极层6、封装材料层7和背板玻璃层8，所述玻璃衬底层1采用的材料为镀有颜色层的普通玻璃或镀有减反射膜的彩色玻璃，所述普通玻璃为普通超白浮法玻璃，所述彩色玻璃是在玻璃溶液中加入着色剂形成，所述颜色层由有颜色的金属、金属化合物等通过溅射、蒸镀、气相沉积、丝网印刷等方法形成。进一步的，所述彩色层选自金、铜、氧化铁、氧化钴、氯化铜等，所述玻璃着色剂选自氧化铁、氧化铈、氧化钕、氧化钛、氧化铬、氧化铜、氧化钴和氧化锰等。进一步的，所述颜色层的厚度为100-300nm。下面以具体实施方式说明本专利技术彩色碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法。实施例1：一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：(1)准备玻璃衬底：采用普通浮法玻璃为玻璃衬底原料，采用PVD方式在普通浮法玻璃上镀上金属金形成颜色层，颜色层的厚度为100nm；(2)采用化学气相沉积法或磁控溅射法在玻璃衬底上沉积掺氟氧化锡形成透明导电膜层；采用磁控溅射法或化学水浴法在透明导电膜层上沉积硫化镉层形成窗口层；采用磁控溅射法或蒸镀法在窗口层上沉积碲化镉形成吸收层；采用磁控溅射法在吸收层上沉积碲化锌形成背接触层；采用磁控溅射法在背接触层上沉积金属镍形成背电极层；(3)选用POE封装材料将沉积好各层的玻璃衬底与背板玻璃进行层压封装形成本专利技术彩色碲化镉薄膜太阳能电池组件。实施例2：一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：(1)准备玻璃衬底：采用超白玻璃为玻璃衬底原料，采用CVD方式在超白玻璃上镀上金属化合物氧化铈形成颜色层，颜色层的厚度为150nm；(2)采用化学气相沉积法或磁控溅射法在玻璃衬底上沉积掺氟氧化锡形成透明导电膜层；采用磁控溅射法或化学水浴法在透明导电膜层上沉积硫化镉层形成窗口层；采用磁控溅射法或蒸镀法在窗口层上沉积碲化镉形成吸收层；采用磁控溅射法在吸收层上沉积氯化铜形成背接触层；采用磁控溅射法在背接触层上沉积金属钼形成背电极层；(3)选用EVA封装材料将沉积好各层的玻璃衬底与背板玻璃进行层压封装形成本专利技术彩色碲化镉薄膜太阳能电池组件。实施例3：一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：(1)准备玻璃衬底：采用钢化玻璃为玻璃衬底原料，采用丝网印刷方式在钢化玻璃上镀上金属化合物氯化铜形成颜色层，颜色层的厚度为300nm；(2)采用化学气相沉积法或磁控溅射法在玻璃衬底上沉积掺氟氧化锡形成透明导电膜层；采用磁控溅射法或化学水浴法在透明导电膜层上沉积硫化镉层形成窗口层；采用磁控溅射法或蒸镀法在窗口层上沉积碲化镉形成吸收层；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池，依次包括玻璃衬底层、透明导电膜层、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、封装材料层和背板玻璃层，其特征在于：所述玻璃衬底层采用的材料为镀有颜色层的普通玻璃或镀有减反射膜的彩色玻璃，所述普通玻璃为普通超白浮法玻璃，所述彩色玻璃是在玻璃溶液中加入着色剂形成，所述颜色层由有颜色的金属或金属氧化物形成。

【技术特征摘要】
1.一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池，依次包括玻璃衬底层、透明导电膜层、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、封装材料层和背板玻璃层，其特征在于：所述玻璃衬底层采用的材料为镀有颜色层的普通玻璃或镀有减反射膜的彩色玻璃，所述普通玻璃为普通超白浮法玻璃，所述彩色玻璃是在玻璃溶液中加入着色剂形成，所述颜色层由有颜色的金属或金属氧化物形成。2.根据权利要求1所述的一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池，其特征在于：所述彩色层选自金、铜、氧化铁、氧化钴、氯化铜等，所述玻璃着色剂选自氧化铁、氧化铈、氧化钕、氧化钛、氧化铬、氧化铜、氧化钴和氧化锰等。3.根据权利要求1所述的一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池，其特征在于：所述颜色层的厚度为50-300nm。4.一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法，包括在玻璃衬底上依次沉积掺氟氧化锡形成透明导电膜层、沉积硫化镉形成窗口层、沉积碲化镉形成吸收层、沉积碲化锌或氯化铜形成背接触层、沉积金属镍或金属钼或其他金属或合金形成背电极层，然后选用封装材料将沉积好各层的玻璃衬底与背板玻璃进行层压...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭寿，马立云，潘锦功，殷新建，钱双，东冬冬，
申请(专利权)人：成都中建材光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51