[发明专利]一种新型结构的碲化镉薄膜电池及其制备方法

权利要求书

1.一种新型结构的碲化镉薄膜电池，其特征在于，所述薄膜电池依次设置有衬底层、窗口层、光吸收层、背接触层、背电极层，所述衬底层和所述窗口层之间还设置有阻挡层，所述阻挡层的材料为TiO₂。

2.根据权利要求1所述的碲化镉薄膜电池，其特征在于，所述衬底层为FTO导电玻璃，所述窗口层为硫化镉窗口层，所述光吸收层为碲化镉薄膜层，所述背接触层为铜背接触层，所述背电极层为钼镍复合背电极层。

3.根据权利要求1所述的碲化镉薄膜电池，其特征在于，所述衬底层中导电膜的厚度为50～300nm，所述阻挡层的厚度为200～600nm，所述窗口层的厚度为200～300nm，所述光吸收层的厚度为2～5μm，所述背接触层的厚度为50～150nm，所述背电极层的厚度为200～500nm。

4.一种新型结构的碲化镉薄膜电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括依次设置的以下步骤：(1)以FTO导电玻璃为衬底层，在所述衬底层上制备一层TiO₂阻挡层；(2)在所述TiO₂阻挡层上沉积硫化镉窗口层；(3)在所述硫化镉窗口层上沉积碲化镉光吸收层，进行活化处理，然后退火处理；(4)在所述碲化镉光吸收层上制备铜背接触层；(5)在所述铜背接触层上沉积钼镍复合背电极层。

5.根据权利要求5所述的碲化镉薄膜电池的制备方法，其特征在于，所述TiO₂阻挡层的制备方法选自水热法或溶胶-凝胶旋涂法中的任意一种。

6.根据权利要求5所述的碲化镉薄膜电池的制备方法，其特征在于，所述水热法具体为以聚四氟乙烯内胆反应釜为反应容器，移取适量TiCl₄溶液到反应釜中，然后放入FTO玻璃，盖上盖子，拧紧钢制外壳；将反应釜放入烘燥箱中，以不超过100℃/h的升温速度将温度控制在180～195℃，并保持5～12h；反应完成后，取出玻璃，洗净干燥后，进行热处理，待冷却后，即得到TiO₂阻挡层。

7.根据权利要求6所述的碲化镉薄膜电池的制备方法，其特征在于，所述TiCl₄溶液的制备方法具体为：选择500mL的烧杯为容器，洗净烘干，然后加入300mL 的蒸馏水；将烧杯在-15～-25℃温度下冷冻12～24h；将盛有冰水的烧杯放在通风橱中，打开通风橱抽气/换气按钮，采用移液管移取适量TiCl₄液体，缓慢的加入到冰水中，加入速度控制在1～3滴/分钟；将烧杯放入水浴锅中，控制温度在60～80℃，将冰水融化即得到TiCl₄溶液。

8.根据权利要求5所述的碲化镉薄膜电池的制备方法，其特征在于，所述溶胶-凝胶旋涂法具体为以TiO₂透明溶胶为旋涂液，在FTO玻璃上进行均匀旋涂，实现TiO₂的涂覆然后进行热处理即得到TiO₂阻挡层。

9.根据权利要求4所述的碲化镉薄膜电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中活化处理具体为采用浓度为0.05-0.35mol/L的CdCl₂甲醇溶液对硫化镉窗口层进行活化处理，采用滚轴涂覆法，确保薄膜表面均负载CdCl₂，退火处理的温度为300～500℃。

10.根据权利要求4所述的碲化镉薄膜电池的制备方法，其特征在于，所述硫化镉窗口层和所述碲化镉光吸收层的制备方法为气相沉积法，所述铜背接触层和所述镍钼复合背电极层的沉积方法为磁控溅射法。