碲化镉薄膜太阳能电池知识的简介

10cm*10cm小型碲化镉薄膜太阳能电池模组碲化镉薄膜太阳能电池简称CdTe电池，它是一种以p型CdTe和n型Cd的异质结为基础的薄膜太阳能电池。

第一个碲化镉薄膜太阳能电池是由RCA实验室在CdTe单晶上镀上In的合金制得的，其光电转换效率为2.1%。1982年，Kodak实验室用化学沉积法在P型的CdTe上制备一层超薄的CdS，制备了效率超过10%的异质结p-CdTe/n-CdS薄膜太阳能电池。这是现阶段碲化镉薄膜太阳能电池的原型。20世纪90年代初，碲化镉薄膜太阳能电池已实现了规模化生产，但市场发展缓慢，市场份额一直徘徊在1%左右。目前碲化镉薄膜太阳能电池在实验室中获得的最高光电转换效率已达到17.3%[1]。其商用模块的转换效率也达到了10%左右。

碲化镉薄膜太阳能电池的优点

理想的禁带宽度

CdTe的禁带宽度一般为1.45eV，CdTe的光谱响应和太阳光谱非常匹配。

高光吸收率

CdTe的吸收系数在可见光范围高达104cm-1以上，95%的光子可在1μm厚的吸收层内被吸收。

转换效率高

碲化镉薄膜太阳能电池的理论光电转换效率约为28%。

电池性能稳定

一般的碲化镉薄膜太阳能电池的设计使用时间为20年。

电池结构简单

制造成本低，容易实现规模化生产。

碲化镉薄膜太阳能电池的结构

碲化镉薄膜太阳能电池是在玻璃或是其它柔性衬底上依次沉积多层薄膜而构成的光伏器件。一般标准的碲化镉薄膜太阳能电池由五层结构组成:

碲化镉薄膜太阳能电池结构示意图玻璃衬底

主要对电池起支架、防止污染和入射太阳光的作用。

TCO层

即透明导电氧化层。主要起的是透光和导电的作用。

CdS窗口层

n型半导体，与p型CdTe组成p-n结。

CdTe吸收层

它是电池的主体吸光层，与n型的CdS窗口层形成的p-n结是整个电池最核心的部分。

背接触层和背电极

为了降低CdTe和金属电极的接触势垒，引出电流，使金属电极与CdTe形成欧姆接触。

碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法

可以由多种方法制备，如化学水浴沉积(CBD)、近空间升华法、丝网印刷、溅射、蒸发等。一般的工业化和实验室都采用CBD的方法，这是因为CBD法的成本低和生成的CdS能够与TCO形成良好的致密接触。