[发明专利]一种提升碲化镉电池性能的方法

说明书

本发明公开一种提升碲化镉电池性能的方法，碲化镉电池包括由下至上依次设置的衬底层、光吸收层和背电极层，所述的光吸收层为碲化镉薄膜，所述的光吸收层镀膜完成后放入到包括氯化镉、氟化钠和稀盐酸的混合溶液中浸泡，然后取出进行活化退火处理。本发明所述的提升碲化镉电池性能的方法能有效提高薄膜结构致密度，促进碲化镉晶粒生长，重结晶、提高光学性能、提高电导性能、钝化晶界，提升碲和镉在光吸收层中的组成比例，有效的改善硫化镉与碲化镉的界面，减少缺陷，从而使碲化镉电池的开路电压和填充因子高，电池初始性能和长期稳定性优异，提高碲化镉电池的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及碲化镉薄膜太阳能电池加工方法技术领域，尤其涉及一种提升碲化镉电池性能的方法。

背景技术

光伏组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分，碲化镉薄膜太阳能电池简称CdTe电池，它是一种以p型CdTe和n型CdS的异质结为基础的薄膜太阳能电池，CdTe禁带宽度约1.45eV，是一种很重要的薄膜材料，其禁带宽度非常接近光伏材料的理想禁带宽度，具有很高的光吸收系数，几微米厚的CdTe薄膜便可吸收90％以上的太阳光，其理论转换效率高达29％左右，是非常有潜力的光伏材料，碲化镉薄膜太阳能电池是在玻璃或其它柔性衬底上依次沉积多层薄膜而构成的光伏器件，CdTe薄膜电池主要由导电衬底、CdS窗口层、CdTe吸收层以及金属背电极层四部分组成。

CdTe膜层无论选择何种工艺，初始镀的碲化镉晶粒都是比较小的，而且碲化镉与硫化镉的界面也不是很完美，存在很多缺陷，一般都需要进行退火处理，传统的工艺都是在氯化镉的气氛中进行退火，使得碲化镉晶粒生长，重结晶，但是这种工艺活化效果一般，不能够很好的促进碲化镉晶粒完全生长，钝化晶界效果一般，从而限制影响了碲化镉电池的性能，而且碲化镉的芯片随着使用时间的增加会存在衰减情况，严重影响输出功率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种提升碲化镉电池性能的方法，解决目前技术中在加工碲化镉电池时难以保障碲化镉晶粒有效生长，活化效果差，钝化晶界效果，严重影响碲化镉电池性能的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种提升碲化镉电池性能的方法，碲化镉电池包括由下至上依次设置的衬底层、光吸收层和背电极层，所述的光吸收层为碲化镉薄膜，所述的光吸收层镀膜完成后放入到包括氯化镉、氟化钠和稀盐酸的混合溶液中浸泡，然后取出进行活化退火处理。本发明所述的提升碲化镉电池性能的方法将完成光吸收层镀膜的电池浸泡在氯化镉、氟化钠和稀盐酸的混合溶液中，能有效提高薄膜结构致密度，促进碲化镉晶粒生长，重结晶、提高光学性能、提高电导性能、钝化晶界，同时还能够提升碲和镉在光吸收层中的组成比例，有效的改善硫化镉与碲化镉的界面，减少缺陷，从而使碲化镉电池的开路电压和填充因子高，电池初始性能和长期稳定性优异，提高碲化镉电池的光电转换效率。

进一步的，所述的混合溶液中氯化镉的浓度为2～4mol/L，氟化钠的浓度为1-～3mol/L，有效提高碲化镉电池的充放电效率、开路电压、短路电流以及填充因子，提升碲化镉电池的整体性能。

进一步的，所述的混合溶液通过稀盐酸调节pH值至1～3，能更好的促进碲化镉晶粒的生长。

进一步的，所述的光吸收层镀膜完成后在混合溶液中的浸泡时间为30～70s，浸泡时混合溶液刚好没过光吸收层的膜面，提高碲化镉电池的转换效率。

进一步的，所述的光吸收层在混合溶液中浸泡完成后其表面的氯化镉和氟化钠的总浓度经过滴定达到400～600mg/㎡。

进一步的，所述的活化退火处理的退火温度为380～420℃，退火时间为10～50min。