10cm*10cm小型碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池模組碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)稱CdTe電池，它是一種以p型CdTe和n型Cd的異質(zhì)結(jié)為基礎(chǔ)的薄膜太陽(yáng)能電池。

第一個(gè)碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池是由RCA實(shí)驗(yàn)室在CdTe單晶上鍍上In的合金制得的，其光電轉(zhuǎn)換效率為2.1%。1982年，Kodak實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)沉積法在P型的CdTe上制備一層超薄的CdS，制備了效率超過(guò)10%的異質(zhì)結(jié)p-CdTe/n-CdS薄膜太陽(yáng)能電池。這是現(xiàn)階段碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的原型。20世紀(jì)90年代初，碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池已實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)，但市場(chǎng)發(fā)展緩慢，市場(chǎng)份額一直徘徊在1%左右。目前碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池在實(shí)驗(yàn)室中獲得的最高光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到17.3%[1]。其商用模塊的轉(zhuǎn)換效率也達(dá)到了10%左右。

碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的優(yōu)點(diǎn)

理想的禁帶寬度

CdTe的禁帶寬度一般為1.45eV，CdTe的光譜響應(yīng)和太陽(yáng)光譜非常匹配。

高光吸收率

CdTe的吸收系數(shù)在可見(jiàn)光范圍高達(dá)104cm-1以上，95%的光子可在1μm厚的吸收層內(nèi)被吸收。

轉(zhuǎn)換效率高

碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的理論光電轉(zhuǎn)換效率約為28%。

電池性能穩(wěn)定

一般的碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)使用時(shí)間為20年。

電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

制造成本低，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)

碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池是在玻璃或是其它柔性襯底上依次沉積多層薄膜而構(gòu)成的光伏器件。一般標(biāo)準(zhǔn)的碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池由五層結(jié)構(gòu)組成:

碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖玻璃襯底

主要對(duì)電池起支架、防止污染和入射太陽(yáng)光的作用。

TCO層

即透明導(dǎo)電氧化層。主要起的是透光和導(dǎo)電的作用。

CdS窗口層

n型半導(dǎo)體，與p型CdTe組成p-n結(jié)。

CdTe吸收層

它是電池的主體吸光層，與n型的CdS窗口層形成的p-n結(jié)是整個(gè)電池最核心的部分。

背接觸層和背電極

為了降低CdTe和金屬電極的接觸勢(shì)壘，引出電流，使金屬電極與CdTe形成歐姆接觸。

碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法

可以由多種方法制備，如化學(xué)水浴沉積(CBD)、近空間升華法、絲網(wǎng)印刷、濺射、蒸發(fā)等。一般的工業(yè)化和實(shí)驗(yàn)室都采用CBD的方法，這是因?yàn)镃BD法的成本低和生成的CdS能夠與TCO形成良好的致密接觸。