[实用新型]一种碲化镉太阳能电池

说明书

本实用新型实施例提供一种碲化镉太阳能电池，所述碲化镉太阳能电池包括：掺氟的二氧化锡FTO导电玻璃；硫化镉CdS薄膜，沉积在掺氟的二氧化锡FTO导电玻璃上；碲化镉CdTe薄膜，沉积在硫化镉CdS薄膜上；碳纳米管薄膜，沉积在碲化镉CdTe薄膜上；金属电极，沉积在碳纳米管薄膜上。上述技术方案具有如下有益效果：使碳纳米管层具备很好的热稳定性，从而电池不会像铜Cu掺杂做背电极那样出现效率减退，延长使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及碲化镉太阳能电池(CdTe Solar Cells)及碳纳米管(SWNT)应用技术领域，尤其涉及一种碲化镉太阳能电池。

背景技术

CdTe是II-IV族化合物半导体材料，也是一种直接带隙半导体材料，是具有潜力的高效率的光伏材料。由于其拥有与太阳光谱近乎完美匹配的带隙(1.5eV)，高的光学吸收系数以及低成本的制备工艺，使得基于多晶CdTe薄膜所制备的太阳能电池在整个薄膜太阳能电池界拥有很强的竞争力。CdTe太阳能电池最大的理论转换效率约为30％，而仅仅数微米厚度的CdTe薄膜便可以吸收90％以上的入射光子。因此，这也使得用以制备电池的材料成本得以下降。在2015年，美国First Solar公司制备的CdTe薄膜太阳能电池的实验室效率和组件效率分别达到了21.5％和18.6％，这也使得CdTe薄膜太阳能电池无论在研究领域还是商业应用领域都充满着热点。但由于CdTe的高电子亲和能(4.5eV)以及高阻性(10⁴～10⁶)，导致没有高功函数金属可以与之形成较好的欧姆接触或者是0高度的肖特基势垒，因此增加了接触电阻。在传统的碲化镉电池中，铜Cu的引入可以降低肖特基势垒，但是它的使用也伴随着CdTe稳定性的问题，主要表现在：(1)随着时间的延长，Cu会向着电池内部进行扩散，然后慢慢的便在背电极处留下了Cu耗尽区域；(2)Cu的扩散也同时导致了CdS/CdTe异质结的破坏，并且形成了Cu相关的复合中心。

碳纳米管具有优异的电学、热学、光学性能，有文章曾经报道通过低成本的喷涂技术，半导体性的碳纳米管可以应用在硅太阳能电池器件做接触电极使用，并且取得了一定的进展。碳纳米管SWNT这一层具备很好的热稳定性，对单壁碳纳米管薄膜作CdTe电池的背电极的电池做加速老化实验，没有发现电池像铜Cu掺杂做背电极那样出现效率减退，而且，用单壁碳纳米管做背电极还能降低电池的制作成本。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种碲化镉太阳能电池，使碳纳米管层具备很好的热稳定性，从而电池不会像铜Cu掺杂做背电极那样出现效率减退，延长使用寿命。

为了达到上述技术效果，本实用新型实施例提供了一种碲化镉太阳能电池，所述碲化镉太阳能电池包括：

掺氟的二氧化锡FTO导电玻璃；

硫化镉CdS薄膜，沉积在掺氟的二氧化锡FTO导电玻璃上；

碲化镉CdTe薄膜，沉积在硫化镉CdS薄膜上；

碳纳米管薄膜，沉积在碲化镉CdTe薄膜上；

金属电极，沉积在碳纳米管薄膜上。

上述技术方案具有如下有益效果：用碳纳米管薄膜替代铜Cu作为背电极材料，由于碳纳米管的功函数通常在4.5eV～5.0eV，从而可以降低与碲化镉CdTe薄膜的肖特基势垒，优化背电极的接触，进一步提高了碲化镉CdTe电池的光电转换效率，由于碳纳米管层具备很好的热稳定性，从而电池不会像铜Cu掺杂做背电极那样出现效率减退，延长使用寿命；利用旋涂的方法制备碳纳米管薄膜，制备方法简单，降低制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。