[发明专利]一种复合太阳能电池制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种复合太阳能电池制备方法。

背景技术

人类生存环境的保护和能源问题是当今人类社会面临的共同问题。据计算，煤、石油、天然气等化石燃料预计最多还能使用一个世纪左右，它们有限的数量和人类无限的需求之间构成不可调和的矛盾。更严重的是，随着化石燃料的不断枯竭，化石燃料燃烧产生的温室气体、氮氧化合物等环境污染问题日益严重，所以清洁、无污染并且储藏量巨大的可再生能源的开发成为人类面临的重大问题。因此，太阳能被视为21世纪能源研究的主要领域，它与常规能源相比，存在着许多优势：第一，它是人类可以利用的资源中最丰富的，据专家推算，在过去的十几亿年中，太阳只消耗了它本身能量的2%，照射在地球上的太阳能量非常巨大，大约40min照射在地球上的太阳能，足以供全球人类一年的能量消费。按这样计算，太阳能足以供给人类使用几十亿年 ，这无疑是一种巨大的能量，可以说是取之不尽，用之不竭。第二，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。第三，太阳光照射在大地上，没有地域的限制，只要有光照的地方就有太阳能，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，处处皆有，可直接开发和利用，且不需要开采和运输，这样在偏远的山村也可以直接利用，很有实用价值。所以合理开发太阳能将能有效地解决人类的能源问题。

化合物半导体薄膜太阳电池的研究及制造是当今光伏领域的研究热点，CdS/CdTe多晶薄膜太阳能电池由于具有成本低廉、性能稳定、工艺简单等特点受到了广泛重视。CdS硫化镉薄膜作为CdS/CdTe多晶薄膜太阳能电池p-n结的n型材料，是化学性能稳定的Ⅱ-Ⅵ族宽禁带半导体材料，禁带宽度为2.42eV，由于硫化镉CdS允许绝大部分可见光通过而被广泛用作太阳能电池的窗口材料。碲化镉CdTe的禁带宽度为1.45eV，吸收系数大，1um厚的薄膜即可吸收90%以上的太阳光，是一种理想的太阳电池材料。传统的CdS/CdTe多晶薄膜太阳能电池的基本结构通常由背电极/p型CdTe/n型CdS/前电极组成，其结构示意图如说明书附图图1所示，附图标记为1、背电极；2、p-CdTe膜；3、n-CdS膜；4、透明导电膜；5、玻璃衬底；透明导电膜4镀在玻璃衬底5上，n-CdS膜3制备在透明导电膜4上，p-CdTe膜2制备在n-CdS膜3上，背电极1设在p-CdTe膜上。

    目前制备CdS/CdTe多晶薄膜太阳能电池方法有很多，传统方法是首先用化学水浴法在导电玻璃表面制备一层n-CdS薄膜材料，然后在CdS表面上，再制备一层p-CdTe薄膜材料，最后在CdTe表面沉积一层背电极即可；其中制备CdTe薄膜材料有近场升华法、热蒸发法、磁控溅射以及电化学沉积法等，其中电化学沉积法由于设备简单、成本低廉而受到人们重视，但同时带来的问题是在CdS表面上通过电化学沉积制备CdTe薄膜时，容易造成CdS薄膜材料脱落，从而造成器件破坏。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种复合太阳能电池制备方法，能够在制备太阳能电池时在硫化镉CdS薄膜表面制备碲化镉CdTe薄膜，保证硫化镉CdS薄膜材料不易脱落。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种复合太阳能电池制备方法，包括：

第一步，CdS薄膜制备：运用化学水浴法在导电玻璃导电一侧的表面制备一层n-CdS薄膜材料，作为窗口材料以及p-n结的n型材料使用；

第二步，CdTe薄膜制备：取另一块导电玻璃，在导电一侧的表面通过电化学沉积法制备一层p-CdTe薄膜材料，作为p-n结的p型材料以及背电极使用；

第三步，复合太阳能电池封装：将两块分别制备了CdS薄膜和CdTe薄膜材料的导电玻璃，CdS薄膜与CdTe薄膜面对面靠在一起，用夹子夹紧固定，然后放置在高温炉中退火处理。

优选的是，所述导电玻璃需要进行预处理；导电玻璃预处理工序包括：（1）、将导电玻璃用浓硝酸浸泡15分钟，取出后在去离子水中漂洗；（2）、将导电玻璃在10%的NaOH溶液中浸泡15分钟，再用去离子水冲洗；（3）、将导电玻璃放入丙酮溶液中，并超声清洗10分钟；（4）、将导电玻璃放入无水乙醇中，再超声清洗10分钟，最后用去离子水冲洗；（5）、将导电玻璃放入密封干净的干燥箱中烘干，备用。

优选的是，所述化学水浴法制备CdS薄膜步骤包括制备CdS成膜溶液和用恒温磁力搅拌水浴锅沉积CdS薄膜；