[发明专利]一种碲化镉薄膜电池

权利要求书

1.一种碲化镉薄膜电池，由下到上依次包括衬底层(1)、窗口层(3)、吸收层(4)和金属背电极层(6)，其特征在于，所述衬底层(1)与所述窗口层(3)之间设置TiO₂阵列层(2)，所述吸收层(4)和所述金属背电极层(6)之间设置背接触层(5)；

所述TiO₂阵列层的厚度为80～200nm，所述TiO₂阵列层(2)的制备方法包括采用匀胶法制备TiO₂种子层和采用水热法制备TiO₂阵列层(2)；

所述采用匀胶法制备TiO₂种子层的方法包括：

前驱液的配置：

将2～4mL异丙醇钛加入到20～30mL无水乙醇中，搅拌5～10min后，得到溶液A；

取浓度为2～4mol/L，体积为0.2～0.5mL盐酸溶液加入到20～3mL无水乙醇中，搅拌5～10分钟，得到溶液B；

将所述溶液A与所述溶液B混合，搅拌60～150min，得到前驱液，将所述前驱液在室温内陈化24h后，放置在3～10℃的低温下存储备用；

种子层的制备：

将所述前驱液通过旋涂机旋涂在所述衬底层(1)上，得到样品；

将所述样品进行干燥处理；

将干燥处理后的所述样品进行加热处理，其中，加热的温度450～600℃，加热的时间15～60min；

最后将加热处理后的样品进行自然冷却，得到TiO₂种子层样品。

2.根据权利要求1所述的一种碲化镉薄膜电池，其特征在于，所述衬底层(1)的材料为FTO导电玻璃或ITO导电玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种碲化镉薄膜电池，其特征在于，所述采用水热法制备TiO₂阵列层(2)的方法为：

制备钛酸丁酯反应液；

将所述反应液加入到反应釜中；

将制备了所述TiO₂种子层样品放入所述反应釜中，；

对所述反应釜进行第一次 加热处理，其中，所述第一次加热处理的温度为120～220℃，所述第一次加热处理的时间为12～24h；

当反应釜自然冷却后，取出所述TiO₂种子层样品冲洗并烘干，对所述TiO₂种子层样品进行第二次加热处理，其中，所述第二次加热处理的温度500～600℃，所述第二次加热处理的时间20～60min，冷却后，得到所述TiO₂阵列层(2)。

4.根据权利要求1所述的一种碲化镉薄膜电池，其特征在于，所述窗口层(3)为CdS窗口层，所述吸收层(4)为CdTe吸收层，所述窗口层(3)和所述吸收层(4)均采用气相传输沉积法进行制备；

其中，所述窗口层(3)的厚度为50～200nm，所述吸收层(4)的厚度为2.5～4μm。

5.根据权利要求4所述的一种碲化镉薄膜电池，其特征在于，采用浓度为0.2～0.35mol/L的CdCl₂甲醇溶液对所述窗口层(3)和所述吸收层(4)进行表面浸泡处理；

然后对所述窗口层(3)和所述吸收层(4)进行退火处理，其中，退火的温度为420～580℃；

最后对所述窗口层(3)和所述吸收层(4)进行清洗。

6.根据权利要求1所述的一种碲化镉薄膜电池，其特征在于，所述背接触层(5)为Cu背接触层，所述背接触层(5)采用磁控溅射法制备，所述背接触层(5)的厚度为80～150nm。

7.根据权利要求1所述的一种碲化镉薄膜电池，其特征在于，所述金属背电极层(6)为Mo背电极层，所述金属背电极层(6)采用磁控溅射法制备，所述金属背电极层(6)的厚度为250～450nm。