CdTe薄膜太陽能電池

1、CdTeCdTe薄膜太陽能電池薄膜太陽能電池薄膜太陽電池種類一、CdTe薄膜性質(zhì)1）結(jié)構(gòu)性質(zhì)CdTe是II-VI族化合物，是直接半導(dǎo)體材料，帶隙寬度為1.45eV。具有閃鋅礦結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)=0.16477nm。2）光學(xué)性質(zhì)光譜響應(yīng)與太陽光譜非常吻合，1m厚度的薄膜足以吸收大于禁帶能量的99%輻射能量 ；吸收系數(shù)大于5 105cm-1； 理論轉(zhuǎn)換效率為27% ，見下圖:3）電學(xué)性質(zhì)CdTe為-化合物半導(dǎo)體材料，結(jié)構(gòu)與Si、Ge有相似之處，即晶體主要靠共價鍵結(jié)合，但又有一定的離子型。CdTe的結(jié)合強(qiáng)度很大，電子擺脫共價鍵所需能量更高，其導(dǎo)電性主要由摻雜決定。薄膜的組分、結(jié)構(gòu)、沉積條件、熱處理過程對

2、薄膜的電阻率和導(dǎo)電類型有很大影響。二、碲化鎘太陽電池特點電學(xué)性能：薄膜組分、結(jié)構(gòu)、沉積條件、熱處理過程對薄膜的電阻和導(dǎo)電類型有很大影響CdTe/CdS薄膜太陽電池參數(shù)的理論值： 開路電壓電壓Voc= 1.05mV；短路電流Jsc 30.8mA/cm2；填充因子FF=83.7%；轉(zhuǎn)換效率約27%。目前，已獲得的最高效率為16.5(1cm2 )，電池模塊效率達(dá)到11（0.94m2 )。穩(wěn)定性問題(P229)CdTe具有很強(qiáng)的離子性,其Cd和Te的結(jié)合能很高(5.75eV)。太陽光譜的所有光都比它與CdS結(jié)合能低,所以不用考慮鍵的破壞.結(jié)合能較大使得其具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,這就減小了性能衰

3、降和Cd釋放到比較低程度的風(fēng)險,也不存在材料本征的衰退。三、CdTe薄膜制備方法:原子層外延、電沉積(electro-deposition)、無電沉積、噴霧法、近距離升華法(closed-space sublimation)、化學(xué)氣相沉積、熱壁蒸鍍、絲網(wǎng)印刷、電子束蒸鍍、熱蒸鍍、分子束外延、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積和濺射法。按照制備溫度來分，像近距離升華法這樣制備溫度高于500的可以歸為高溫過程；而像電沉積、濺射法制備溫度低于450可以歸納為低溫過程。所有這些生長方法中，電沉積和近距離升華法是最常用的方法，到目前為止，長在玻璃襯底上的效率最高的CdTe電池都是由這兩種方法制備而成的。8種可以商業(yè)

4、化的制備方法1）Cd和Te的蒸氣在襯底表面的反應(yīng)和凝結(jié)，如：PVD, VTD, CSS和sputter deposition2）Cd和Te 離子的電還原反應(yīng)，電沉積法3）MOCVD，screen-print deposition，噴霧沉積法四、碲化鎘太陽電池的結(jié)構(gòu)目前的多晶薄膜CdTe電池的結(jié)構(gòu)大致分為兩種：上層配置和底層配置。 通常，上層配置的CdTe電池比底層配置的轉(zhuǎn)化效率高，因而適合作低成本電池模塊(modules)以及能夠?qū)⒄麄€太陽光譜用于光伏轉(zhuǎn)化的高效串疊型電池(tandem solarcells)。在上層配置的電池中，CdTeCdS層一般長在透明導(dǎo)電的氧化物(TCO)覆蓋的玻璃襯底上。在生長溫度低于550時，這些玻璃可選用廉價的鈣鈉玻璃(soda-limeglass)在底層配置中，CdTe長在金屬箔片或者金屬覆蓋璃襯底上。底層配置CdTe的主要優(yōu)點是襯底不必是透明可以是用于制備輕便電池的各種箔片如鉬、不銹鋼和聚酰亞。該類電池中，最高效率的是長在MoCu覆蓋的玻璃上達(dá)10.3%；而長在鉬箔上的效率達(dá)7.8%的輕便型電池也已現(xiàn)了。五、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展First Solar總部位于美國亞利桑那州鳳凰城 。2008年產(chǎn)500MW，2009年1.4GW，排名世界第一。該公司在美