[发明专利]磁场下CdTe太阳电池的制备方法

权利要求书

1.一种磁场下CdTe太阳电池的制备方法，其特征在于：采用磁场下近空间升华法在透明导电玻璃上制备CdTe薄膜太阳电池，该方法具有以下工艺步骤：

a、透明玻璃衬底预处理；

b、在透明玻璃衬底上制备In₂O₃:F透明导电薄膜；

c、把制备好透明导电薄膜的玻璃衬底放入带有超导磁铁线圈的近空间升华炉内，在玻璃衬底上生长一层CdS缓冲层；

d、在制备好的CdS薄膜上使用近空间升华法生长CdTe吸收薄膜：通过所述超导磁铁线圈对所述衬底施加1～15T的磁场，在制备好CdS薄膜的玻璃衬底上生长一层CdTe吸收薄膜；

e、使用磁控溅射仪在CdTe表面溅射金属背电极，在400℃下退火形成欧姆接触；

f、获得CdTe薄膜太阳电池。

2.根据权利要求书1所述的磁场下CdTe太阳电池的制备方法，其特征在于：所述金属背电极可以为镍电极或者铝电极或者铜电极或者金电极。

3.根据权利要求书1所述的磁场下CdTe太阳电池的制备方法，其特征在于：所述步骤a中透明玻璃衬底预处理是指采用透明玻璃作为沉积衬底，采用丙酮超声清洗5～15min，以去除玻璃表面的油脂，然后去离子水超声清洗10～20min去除玻璃表面杂质；最后将玻璃烘干后放入预处理室，使用等离子体对玻璃衬底进行清洗。

4.根据权利要求书1所述的磁场下CdTe太阳电池的制备方法，其特征在于：所述步骤b中制备In₂O₃:F透明导电薄膜是指通过磁控溅射仪在透明玻璃衬底上溅射一层高导电层，溅射靶材为高纯In₂O₃，先用真空泵对溅射室抽真空至5Pa以下，然后用分子泵对反应室抽真空至10^-2Pa以下，通入Ar气和 5％CHF₃，调节流量为30～60ml/min；调节反应气压为0.2～0.5Pa；溅射功率100～500W；溅射时间0.5～2h。

5.根据权利要求书1所述的磁场下CdTe太阳电池的制备方法，其特征在于：所述步骤c中生长CdS缓冲层是指先用真空泵将升华炉抽真空至5Pa以下，然后用分子泵对升华炉抽真空至10^-2Pa以下，通入50％Ar气和50％O₂，调节流量为5～20ml/min；调节气压为500～2000Pa；调节红外卤素灯使升华源温度为550～620℃，衬底温度为500～550℃，源与衬底距离为2～8mm；升华时间为3～10s；制备好CdS薄膜后关闭升华源，通入80％Ar气和20％O₂，保持衬底温度在400℃下退火处理20min。

6.根据权利要求书1所述的磁场下CdTe太阳电池的制备方法，其特征在于：所述步骤d中生长CdTe吸收薄膜是指先用真空泵将升华炉抽真空至5Pa以下，然后用分子泵对升华炉抽真空至10^-2Pa以下，通入Ar气，调节流量为5～20ml/min；调节气压为500～2000Pa；通过超导磁铁线圈对衬底施加1～15T的磁场，随后调节红外卤素灯使升华源温度为560～600℃；衬底温度为480～520℃，源与衬底距离为1～5mm；升华时间为0.5～2min；生长好CdTe吸收薄膜后关闭升华源，保持衬底温度为480～520℃，保持磁场强度为1～15T，对CdTe吸收薄膜进行退火处理，处理时间为30～50min。

7.根据权利要求书1所述的磁场下CdTe太阳电池的制备方法，其特征在于：所述步骤e中使用磁控溅射仪在CdTe表面溅射金属背电极是指先用真空泵对溅射室抽真空至5Pa以下，然后用分子泵对反应室抽真空至10^-2Pa以下，通入Ar气，调节气压为0.3～0.5Pa；溅射功率为200～500W；溅射时间为20～40min，最后将薄膜电池在Ar气中400℃退火处理1～2h，使电极形成良好的欧姆接触。