[发明专利]一种碲化镉薄膜太阳能电池、电池组件及制备方法

说明书

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别地涉及一种碲化镉薄膜太阳能电池、电池组件及制备方法。本发明公开了一种碲化镉薄膜太阳能电池、电池组件及制备方法，其中，碲化镉薄膜太阳能电池包括前基板以及沿远离前基板的方向依次设置在前基板上的阻挡层、TCO层、缓冲层、窗口层、碲化镉吸收层和背接触层，背接触层包括依次层叠的碲钼化合物层、钼硒化合物层、钼层和铬层，碲钼化合物层与碲化镉吸收层接触设置。本发明的背接触层能够降低与碲化镉吸收层的接触势垒，与之形成良好的欧姆接触，从而提高碲化镉薄膜太阳能电池的性能，且降低了生产成本。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体地涉及一种碲化镉薄膜太阳能电池、电池组件及制备方法。

背景技术

随着全球气候变暖、生态环境恶化和常规能源的短缺，越来越多的国家开始大力发展太阳能利用技术。太阳能光伏发电是零排放的清洁能源，具有安全可靠、无噪音、无污染、资源取之不尽、建设周期短、使用寿命长等优势，因而备受关注。碲化镉是一种直接带隙的P型半导体材料，其吸收系数高。碲化镉薄膜太阳电池作为新一代的薄膜太阳电池具有成本低、性能稳定、抗辐射能力强、弱光也能发电等优点，其转换效率在薄膜太阳能电池中是很高的，目前实验室的转化率已超过22％。

碲化镉薄膜太阳能电池的p型碲化镉层的功函数很高，达到了5.7eV，高于大多数金属材料的功函数，因此将金属材料直接与碲化镉膜层接触作为背电极，则碲化镉层与金属层的界面会形成肖特基势垒，这会阻碍光生载流子的传输，从而降低电池的性能。通常需要在碲化镉层与背电极层之间插入具有较高功函数的半导体层作为背接触层来减小其接触势垒对空穴传输的阻碍。目前常采用背接触层材料有碲化锌、碲化汞、碲化锡、碲化锑等，这些材料多为化合物半导体材料，价格较为昂贵，使得碲化镉薄膜太阳能电池的成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法用以解决上述存在的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种碲化镉薄膜太阳能电池，包括前基板以及沿远离前基板的方向依次设置在前基板上的阻挡层、TCO层、缓冲层、窗口层、碲化镉吸收层和背接触层，背接触层包括依次层叠的碲钼化合物层、钼硒化合物层、钼层和铬层，碲钼化合物层与碲化镉吸收层接触设置。

进一步的，所述碲钼化合物层和钼硒化合物层之间插入有铜层、碲化铜层和/或硒化铜层。

进一步的，所述碲钼化合物层的碲钼化合物的化学式为Mo_xTe_y，且满足0x≤3，y4。

更进一步的，所述碲钼化合物层在与碲化镉吸收层接触的一侧满足0x≤3且y5。

进一步的，所述钼硒化合物层的钼硒化合物的化学式为Mo_aSe_b，且满足a3，0b≤4。

更进一步的，所述钼硒化合物层中靠近钼层的一侧满足a4，0b≤4。

本发明还提供了一种碲化镉薄膜太阳能电池组件，包括多个上述的碲化镉薄膜太阳能电池，多个碲化镉薄膜太阳能电池串联和/或并联连接。

本发明还公开了一种碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

S1，准备前基板；

S2，在前基板上沿远离前基板的方向依次制备阻挡层、TCO层、缓冲层、窗口层、碲化镉吸收层和背接触层，背接触层包括依次层叠的碲钼化合物层、钼硒化合物层、钼层和铬层，碲钼化合物层与碲化镉吸收层接触设置，其中，碲钼化合物的化学式为Mo_xTe_y，且满足0x≤3，y4；钼硒化合物的化学式为Mo_aSe_b，且满足a3，0b≤4。

进一步的，步骤S2中，在制备完碲化镉吸收层后在其表面涂覆氯化镉溶液并进行退火处理。