新型電池采用鉛鋅礦金屬材料的制備方法

時(shí)間：2014-05-12 10:11:53

作者：世邦機(jī)器

作為太陽能電池的主體材料，只需要約2μm厚均勻的CdTe薄膜就可以降低紅外區(qū)的響應(yīng)，而且足以吸收有效光子，從而制作出高效率的太陽能電池。制備CdTe薄膜的方法有很多種，包括：升華，凝華法、化學(xué)噴射法、電鍍沉積法、絲網(wǎng)印刷法、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、濺射法和分子束外延（MBE）等。其中電沉積法是較常用的制備方法，采用簡單鉛鋅礦加工的電沉積方法就能制備出均勻的、化學(xué)計(jì)量比可控的CdTe薄膜。經(jīng)典的制法是用可控制溫度的三電極法。雖然不同的水浴液都可以作為電沉積液，但較常用的是硫酸溶液，這是因?yàn)橛么穗姵练e液不僅可以制備出N型CdTe薄膜，而且鉛鋅礦石加工設(shè)備還可以制備出P型的CdTe薄膜，且沉積的溫度和毒性都較低。

目前，國外CdTe/CdS太陽能電池的制備工藝日趨成熟，至少有2家年產(chǎn)量10MWCdTe/CdS太陽能電池的廠家已經(jīng)建成，但在制備工藝中仍然存在不少問題。首先是背結(jié)的制備，如何選擇合適的材料或結(jié)構(gòu)制備穩(wěn)定的、低串聯(lián)電阻的背結(jié)；其次是CdTe/CdS界面作用機(jī)理問題，理解它對高效率CdTe/CdS太陽能電池的作用是進(jìn)一步提高效率的關(guān)鍵；末了是CdS作為窗口材料，其禁帶寬度為2.4eV左右，導(dǎo)致高能光子在表面被接受而產(chǎn)生的電子和空穴對在表面復(fù)合，從而降低了電池的短路電流。現(xiàn)在可采用不同的途徑來解決這個(gè)問題，但是轉(zhuǎn)換效率還是相對較低