一种CdTe太阳能电池及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种CdTe太阳能电池，包括玻璃衬底、光吸收层、第一电极区及第二电极区，第一电极区和第二电极区均设置于玻璃衬底和光吸收层之间；第一电极区及第二电极区之间相互绝缘；第一电极区包括依次层叠的富碲层、背接触过渡层和正极层；第二电极区包括依次层叠的N型层和负极层；富碲层与光吸收层的下表面相接触；N型层与光吸收层的下表面相接触；正极层与玻璃衬底的上表面相接触；负极层与玻璃衬底的上表面相接触。本发明专利技术的CdTe太阳能电池，通过采用新型结构，减少了工艺流程，节省了原材料，降低了生产成本，增强了光透过率，大大提高了碲化镉太阳能电池的光电转换效率，有利于规模化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能电池领域，尤其涉及ー种CdTe太阳能电池及其制作方法。
技术介绍
碲化镉是ー种化合物半导体，其能隙宽度最适合于光电能量转换。用这种半导体做成的太阳电池是ー种将光能直接转变为电能的器件，有很高的理论转换效率，在室温下的理论转化效率为27%。而且，碲化镉容易沉积成大面积的薄膜，沉积速率较高。因此，相比于硅太阳能电池，碲化镉薄膜太阳电池的制造成本低，是应用前景广阔的ー种新型太阳能电池。 传统的CdTe太阳能电池的基本结构为玻璃衬底G/透明导电膜层T/CdS层N/CdTe层P/过渡层DE/背电极层M，具体结构如图I所示。常用的普通玻璃衬底透过率为90%左右，而透明导电膜的透过率在70%-82%之间，按照传统结构，到达CdTe吸收层的有效光照，会因为前面的玻璃衬底G和透明导电膜层T的吸收而减少很多，降低了光源的有效利用。因此，现有大規模制造的碲化镉太阳能电池光电转换效率基本在11%以下，实际光电转化效率仍很低，未达到理想要求。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有大規模制造的碲化镉太阳能电池光电转换效率低的技术问题，提供一种能减小电池制造エ艺的复杂程度，降低エ艺成本，提高电池的光吸收效率，在实现规模化生产的同吋，大大提高太阳能电池转换效率的新型结构CdTe太阳能电池。本专利技术提供ー种CdTe太阳能电池，包括玻璃衬底G、光吸收层P、第一电极区BI及第二电极区B2 ； 第一电极区BI和第二电极区B2均设置于玻璃衬底G和光吸收层P之间； 第一电极区BI及第ニ电极区B2之间相互绝缘； 第一电极区BI包括依次层叠的富碲层D、背接触过渡层E和正极层Ml ； 第二电极区B2包括依次层叠的N型层N和负极层M2 ； 富碲层D与光吸收层P的下表面相接触；N型层N与光吸收层P的下表面相接触； 正极层Ml与玻璃衬底G的上表面相接触；负极层M2与玻璃衬底G的上表面相接触。本专利技术中，玻璃衬底G、正极层Ml、负极层M2、富碲层D、背接触过渡层E、N型层N和光吸收层P均各自包括上表面和下表面，其中玻璃衬底G的上表面与正极层Ml的下表面和负极层M2的下表面相接触，正极层Ml的上表面与背接触过渡层E的下表面相接触，负极层M2的上表面与N型层N的下表面相接触，富碲层D的上表面与光吸收层P的下表面相接触，N型层N的上表面与光吸收层P的下表面相接触。本专利技术提供的CdTe太阳能电池的制作方法，包括以下步骤 Ca)对玻璃衬底G进行清洗；(b)在步骤(a)所得玻璃衬底G上表面上覆盖相互绝缘的第一电极区BI及第ニ电极区B2 ； 在步骤(a)所得玻璃衬底G上表面上覆盖第一电极区BI包括在玻璃衬底G的上表面制备正极层Ml，再在正极层Ml上制备背接触过渡层E，后在背接触过渡层E上制备富碲层D ； 在步骤(a)所得玻璃衬底G上表面上覆盖第二电极区B2包括在玻璃衬底G的上表面依次制备负极层M2和N型层N ; (c)在步骤(b)所得富碲层D的上表面和所得N型层N的上表面覆盖光吸收层P。步骤(b)中，在玻璃衬底G上表面上覆盖相互绝缘的第一电极区BI和第二电极区B2的顺序本专利技术没有特别限制，可以先在玻璃衬底G上表面部分区域覆盖第一电极区BI后，在剰余部分区域覆盖第二电极区B2，也可以先在玻璃衬底G上表面部分区域覆盖第二电极区B2后，在剰余部分区域覆盖第一电极区BI，也可以同时覆盖相互绝缘的第一电极区 BI和第二电极区B2，例如在玻璃衬底G上表面上直接沉积金属电极层后进行激光切割后，再在分割的金属电极层上表面分别沉积背接触过渡层E及富碲层D和N型层N，从而制得第一电极区BI和第二电极区B2，其中，上表面沉积有背接触过渡层E及富碲层D的即为正极层Ml，上表面沉积有N型层N的即为负极层M2。本专利技术提供的CdTe太阳能电池的制作方法中，可以通过在制备的过程中，在第一电极区BI和第二电极区B2之间留出部分的空隙，来实现第一电极区BI和第二电极区B2之间的相互绝缘；或者是在制备正极层Ml、负极层M2、背接触过渡层E、富碲层D和N型层N之后，通过激光切割的方式将第一电极区BI和第二电极区B2分开绝缘；或者也可通过采用其他的，由本领域的技术人员所公知的方式来实现第一电极区BI和第二电极区B2之间的相互绝缘。本专利技术提供的CdTe太阳能电池的制作方法，具体包括以下步骤(a)玻璃衬底G的预处理将选用的玻璃衬底G，用丙酮超声清洗，再用玻璃清洗剂超声清洗，再用去离子水超声清洗后，烘干，放入预处理室，再对玻璃衬底G进行等离子体清洗；(Si)正极层Ml和负极层M2的制作将步骤(a)所得玻璃衬底G放入真空溅射设备中，对金属耙材进行溅射，得到金属电极层；对金属电极层进行激光切割，分别得到正极层Ml和负极层M2，所述正极层Ml和负极层M2间绝缘； (s2) N型层N的制作将步骤(Si)中所得放入CdS镀膜设备中，将正极层Ml掩盖，在负极层M2的上表面镀CdS薄膜，形成N型层N，得第二电极区B2 ； (s3)背接触过渡层E的制作将步骤(s2)中所得放入真空溅射设备中，将第二电极区B2掩盖，分别对ZnTe = Cu耙材和ZnTe耙材进行溅射，在正极层Ml的上表面制ZnTe = Cu和ZnTe的复合过渡层，形成背接触过渡层E ； (s4)富碲层D的制作对步骤(s3)所得背接触过渡层E，在真空溅射设备中继续对Te耙材进行溅射，形成富碲层D，得到一电极区BI，所得第一电极区BI与第二电极区B2之间相互绝缘； (c)光吸收层P的制作将步骤(s4)中所得放入真空镀膜设备エ件架上，在富碲层D的上表面和N型层N的上表面镀CdTe薄膜，形成光吸收层P，进而制得CdTe太阳能电池。本专利技术的专利技术人，突破了传统CdTe太阳能电池结构的思维模式，创造性的将电池的光吸收层P设置在受光面，直接接受光源的照射，而将引出电池正电流的正极层Ml和引出电池负电流的负极层M2均设置在背光面，同时将玻璃衬底G也设置在了背光面，使得太阳光直接照射光吸收层P，避免了透明导电膜层T和玻璃衬底G对光的吸收，提高了光的利用率，同时省却了传统结构中的透明导电膜层T，減少了エ艺流程，降低了生产成本，提高了电池的光吸收效率，大大提高了締化镉太阳能电池的光电转换效率，有利于规模化生产。附图说明图I是现有技术提供的CdTe太阳能电池结构示意图。图2是本专利技术实施例提供的CdTe太阳能电池结构示意图。具体实施例方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一歩详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用干限定本专利技术。 如图2所示，ー种CdTe太阳能电池，包括玻璃衬底G、光吸收层P、第一电极区BI及第ニ电极区B2 ； 其中，第一电极区BI包括依次层叠的富碲层D、背接触过渡层E和正极层Ml ;第ニ电极区B2包括依次层叠的N型层N和负极层M2 ;第一电极区BI及第ニ电极区B2之间相互绝缘； 光吸收层P覆盖在富碲层D和N型层N的上表面。本专利技术提供的CdTe太阳能电池中，玻璃衬底G作为吸收层沉积的载体，可为普通玻璃、超白玻璃或其他耐高温透明材料，厚度优选为1_5_，该玻璃衬底G可直接在市场上购买得到。正极层Ml和负极层M2为导电性较高的金属薄层，正极层Ml本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CdTe太阳能电池，包括玻璃衬底（G）、光吸收层（P）、第一电极区（B1）及第二电极区（B2）；所述第一电极区（B1）设置于玻璃衬底（G）和光吸收层（P）之间；所述第二电极区（B2）设置于玻璃衬底（G）和光吸收层（P）之间；所述第一电极区（B1）及第二电极区（B2）之间相互绝缘；所述第一电极区（B1）包括依次层叠的富碲层（D）、背接触过渡层（E）和正极层（M1）；所述第二电极区（B2）包括依次层叠的N型层（N）和负极层（M2）；所述富碲层（D）与所述光吸收层（P）的下表面相接触；所述N型层（N）与所述光吸收层（P）的下表面相接触；所述正极层（M1）与所述玻璃衬底（G）的上表面相接触；所述负极层（M2）与所述玻璃衬底（G）的上表面相接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓瑞，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：