[发明专利]碲化镉/硫化镉太阳能电池

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及到碲化镉硫化锌太阳能电池。

背景技术

联合国组织的研究报告表明，能源消耗指数是衡量社会发展和发达水平的一个重要指标。为了进一步改善生活质量，特别是贫穷地区的生存生活，电力消费需要在现在的水平上再增加十倍以上。目前人类主要有火力发电、水利发电、核电技术。火力发电所采用的化石燃料能源，在带给人们文明与进步的同时，也带来日益严重的环境污染，化石燃料已经越来越少，面临被用尽的边缘。水利发电的利用已达到顶峰，不可能再有显著发展。核电技术一直是一项国防和战略性敏感技术，而且核废料很难处理，2011年4月日本福岛核电站受地震海啸破坏后泄漏大量核辐射，核电站的安全更是令人生畏。

太阳能是取之不尽，用之不竭的能源，太阳能的利用不会造成环境污染，因此，太阳能的利用，受到世界各国的重视，太阳能产品目前使用较广的有太阳能热水器、太阳能集热器、太阳能电池等。太阳能电池有硅薄膜电池、单（多）晶硅电池、硅薄膜电池、碲化镉电池、铜铟镓硒电池，晶硅技术是第一代传统技术，技术含量低，历史悠久，起始投资相对较低，目前占有绝大部分市场。但因为使用很多比较昂贵的晶硅材料；硅薄膜电池制造过程耗能多，能源回报周期太长；碲化镉电池制造过程产生太多污染，碲化镉产品目前成本较低，是世界太阳能产业领跑者；铜铟镓硒的优点是实验室起始效率高，尽管仅有少量市场产品，使用效率都远远低于其实验室效率，其致命缺点是重复性差、制造难度大、对微量水蒸汽极其敏感，关键元素CdTe地球含量低、毒性高。

目前太阳能电池发电成本还是远高于传统火力发电、水力发电等。

美国First Solar公司的硫化镉/碲化镉产品已经遍布世界各地，目前已经建成多个大型太阳能电池发电站。截止2011年11月，累计发电量达5000兆瓦(5GW)。硫化镉的是米黄色物质，吸收蓝光波段，在强紫外光下不稳定。

专利号为201010274863.X、发明名称为《一种CdTe电池过渡层及其制备方法及CdTe》的申请专利，其主要结构是由依次层叠的玻璃衬底、透明导电层、CdS层、CdTe层、过渡层以及背电极构成。过渡层为ZnTe和Cu层交替堆积的多层结构。这种太阳能电池，其主要缺点是，结构复杂、热效率底。

在太阳能技术领域，当前需迫切解决得一个技术问题是提供一种太阳能转换效率高、产品成本低的太阳能电池。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述太阳能电池的缺点，提供一种转换效率高、产品成本低的碲化镉/硫化镉太阳能电池。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在基底上表面设置有背电极，背电极上表面设置有电池结，电池结的上表面设置前电极。本发明的电池结包括碲化镉薄膜，在碲化镉薄膜的上表面设置有硫化镉薄膜和硫化锌薄膜或硫化镉-硫化锌合金薄膜，硫化镉-硫化锌合金薄膜用通式CdxZn1-xS表示的材料组成，式中0≤x<1。

本发明的碲化镉薄膜的厚度至少为1000nm，硫化镉-硫化锌合金薄膜的厚度至少为20nm。

本发明的碲化镉薄膜的厚度至少为1000nm，硫化镉薄膜和硫化锌薄膜的厚度为20～60nm，其中硫化镉薄膜的厚度为5～15nm。

本发明的碲化镉薄膜的厚度至少为1000nm，硫化镉薄膜和硫化锌薄膜的厚度最佳为50nm，硫化镉薄膜的厚度最佳为5nm。

本发明的基底是厚度不超过0.15mm不锈钢薄片或厚度不超过2mm的表面镀有金属薄膜的高分子材料基底；所述的高分子材料为聚酰亚胺、聚氟乙烯、密度＞1.55g/cm³的聚氯乙烯中的任意一种。

本发明采用在镀膜碲化镉薄膜上表面镀膜硫化镉-硫化锌合金薄膜、或硫化镉和硫化锌薄膜，替代了现有硫化镉薄膜，硫化锌比硫化镉稳定且更透明，电流密度和电池稳定性显著提高；采用厚度不超过0.15mm不锈钢薄片或厚度不超过2mm的表面镀有金属薄膜的高分子材料基底，这种太阳能电池柔性好、质量轻、单位重量发电效率高，所制备的太阳能电池可以卷曲，可随身携带。本发明具有转换效率高、产品成本低、重量轻、携带方便等优点，可作为太阳能电池。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和各实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实施例的碲化镉/硫化镉太阳能电池由前电极1、电池结2、背电极3、基底4联接构成。