[发明专利]一种高效碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种高效碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述太阳能电池由下至上包括依次设置的衬底层(1)、窗口层(2)、光吸收层(3)和背电极层(4)；其中，所述窗口层(2)的材料为掺镁氧化锌，所述光吸收层(3)为掺砷碲硒镉薄膜层，所述背电极层(4)由钼、铝和铬的复合金属材料构成，包括如下步骤：

S1、在所述衬底层(1)上沉积所述窗口层(2)；

S2、在所述窗口层(2)上沉积所述光吸收层(3)，通过活化退火工序对所述光吸收层(3)进行活化退火处理；

S3、在所述光吸收层(3)上沉积所述背电极层(4)，即得碲化镉薄膜太阳能电池；

S4、将经步骤S3制得的电池用质量浓度为0.05-5％的盐酸蚀刻清洗，然后在所述电池上采用磁控溅射法沉积碲化锌薄膜层，且碲化锌薄膜层的厚度为20-80nm；

S5、将经步骤S4处理后的电池先经过激光1刻划，进行组件的电池分割，分割为200-300个单元，然后进行光刻胶涂覆显影，填充刻划的所述单元；再经过激光2刻划，同样刻划200-300个线，刻划后沉积所述背电极层(4)，接着对所述组件进行活化退火处理，进行常规组件封装；

S6、将经步骤S5封装后的所述组件进行碲化镉的电注入激活，给所述电池的接线端加载一定的偏压和电流；

所述衬底层(1)的材料为氧化铟锡导电膜层、TiO₂导电膜层和掺铝氧化锌导电膜层中的一种；

所述窗口层(2)的厚度为40-70nm；所述光吸收层(3)的厚度为2.0-4.0μm；所述背电极层(4)的厚度为220-250nm；

所述掺镁氧化锌中镁的摩尔百分比为0-8mol％；所述掺砷碲硒镉中砷的摩尔百分比为3-20mol％；

所述窗口层(2)采用磁控溅射法或丝网印刷技术或射频溅射法沉积制得；所述光吸收层(3)采用近空间升华法或气相输运沉积法或电化学沉积法沉积制得；所述背电极层(4)采用磁控溅射法沉积制得；

S2中，所述光吸收层(3)的具体沉积过程为：通过近空间升华法先沉积硒化镉薄膜的厚度为100-1700nm；然后沉积掺砷碲化镉薄膜的厚度为1300-3900nm；所述掺砷碲化镉材料的具体制备过程为：把纯度大于5N的Cd₃As₂材料和纯度大于5N的CdTe材料混合后研磨；所述混合材料中砷的浓度为1x10¹⁵-1x10²²cm^-3；

S2中，所述活化退火温度为350-600℃，时间为5-40min；S5中，所述活化退火温度为150-280℃，时间为5-30min；

S6中，所述电注入温度为80-150℃，时间为3-15min；所述偏压的范围为开路电压Voc±15％，所述电流的范围为1-3倍短路电流密度Jsc。