[发明专利]一种柔性CdTe薄膜太阳电池及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种柔性CdTe薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤：

(1)提供临时金属衬底并对其进行清洗预处理；

(2)在清洗预处理后的临时金属衬底表面沉积透明导电层；

(3)在透明导电层上沉积窗口层；

(4)在窗口层上沉积吸收层，并进行热处理；

(5)对热处理后的吸收层进行反应刻蚀，然后沉积背接触层；

(6)在背接触层上沉积背电极层；

(7)提供柔性衬底，并将柔性衬底的表面通过粘胶贴合在背电极层上；

(8)刻蚀剥离掉临时金属衬底，得到包含透明导电层、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、粘胶层、柔性衬底的柔性CdTe薄膜太阳电池。

2.根据权利要求1所述的柔性CdTe薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的临时金属衬底为廉价的金属材料，厚度为0.5～3mm；

步骤(2)中所述的透明导电层为FTO薄膜，透明导电层的厚度为300-500nm；

步骤(3)中所述的窗口层为CdS或CdS:O，厚度为50～200nm；

步骤(4)中所述的吸收层为CdTe层，厚度为2～6μm；

步骤(5)中所述的背接触层为对CdTe表面Cu掺杂形成的表面p型重掺杂层或高功函数缓冲层，当背接触层为对CdTe表面Cu掺杂形成的表面p型重掺杂层时，Cu在CdTe表面的厚度为2～5nm；当背接触层为高功函数缓冲层时，厚度为5-100nm；

步骤(6)中所述的背电极层为金属背电极或石墨，当背电极层为金属背电极时，厚度为100～1000nm；当背电极层为石墨时，背电极厚度为1～10μm；

步骤(7)中所述的柔性衬底材料为聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸酯、聚砜或聚醚砜；所述粘胶为3吨型环氧胶层。

3.根据权利要求2所述的柔性CdTe薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于：

步骤(5)中所述的高功函数缓冲层为金属碲化物或过渡金属氧化物；

步骤(6)中所述的金属背电极为Au或Mo。

4.根据权利要求3所述的柔性CdTe薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于：

步骤(5)中所述的金属碲化物为Cu_xTe、ZnTe、Sb₂Te₃、ZnTe:Cu或ZnTe:N，其中x＝1-2；

步骤(5)中所述的过渡金属氧化物为MoO₃、WO₃或V₂O₅。

5.根据权利要求2所述的柔性CdTe薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的预处理是指用清洗剂对临时金属衬底表面进行清洗，然后超声清洗，再用水冲洗干净，并用N₂吹干；

步骤(2)中所述的沉积透明导电层通过磁控溅射FTO陶瓷靶材实现；

步骤(3)中所述的CdS通过化学水浴法或磁控溅射法制备，所述的CdS:O通过反应磁控溅射法获得；

步骤(4)中所述的沉积吸收层的方法为近空间升华法或者气相输运法；

当步骤(5)中所述的背接触层为对吸收层CdTe表面Cu掺杂形成的表面p型重掺杂层时，沉积背接触层的方法为：采用刻蚀液对CdTe表面进行化学刻蚀，刻蚀时间为5-50s，然后热蒸发或磁控溅射法沉积Cu薄层，Cu在CdTe表面的厚度为2～5nm；其中刻蚀液为体积比为1:1000-1:100的溴和甲醇的混合溶液、或体积比为70:1:29的85％磷酸、68％硝酸和水的混合溶液；

当步骤(5)中所述的背接触层为高功函数缓冲层时，沉积背接触层的方法为采用热蒸发或磁控溅射法沉积高功函数缓冲层，高功能函数缓冲层的厚度为5～100nm；

当步骤(6)中所述的背电极层为金属背电极时，所述的沉积背电极层的方法为热蒸发法；当步骤(6)中所述的背电极层为石墨时，所述的沉积背电极层的方法为将石墨浆料涂覆在背接触层上，然后在200℃热处理10～30min。