[发明专利]一种基于多层膜电极的碲化镉太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于多层膜电极的碲化镉太阳能电池及其制备方法，该碲化镉太阳能电池包括依次设置的衬底层、介电层、金属导电层、多功能层、窗口层、CdTe吸收层、背电极层和玻璃盖板。本发明的碲化镉太阳能电池及其制备方法，通过采用金属薄膜作为CdTe太阳能电池的电极材料，来提高CdTe太阳能电池的光能利用率、光电转化率及发电量。介电层可有效防止基板中的物质扩散进金属导电层，并且为金属导电层的生长提供比较平整的平面。合适的纳米抑制层可以增加金属导电层与多功能层之间的结合力。由于CdTe在高温下制备，所以金属导电层很容易出现扩散、团聚的问题，从而使得电极的导电性能下降，纳米抑制层的存在可以有效防止扩散的发生。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种基于多层膜电极的碲化镉太阳能 电池及其制备方法。

背景技术

碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池的理论光电转化效率高达28％，目前已知 的CdTe太阳能电池的最高光电转化效率为22％。因此，受到科研机构及企业的 广泛关注，我国CdTe太阳能电池已由实验室研究阶段走向大规模工业化生产阶 段。作为CdTe薄膜太阳能电池的透明电极，TCO透明导电玻璃是CdTe薄膜太 阳能电池生产过程中必不可少的原材料。其可见光透过率及导电性能直接关系到 CdTe太阳能电池的光电转化效率。目前，CdTe太阳能电池制备中使用的透明电 极为FTO，这是因为FTO透明导电玻璃具有非常好的热稳定性。然而，FTO透 明导电玻璃的光电性能并不突出，因此限制了CdTe太阳能电池光电转化效率的 进一步提升及产业化的进程。

因此，开发一种高可见光透过率、高导电性的电极材料，并将其应用于CdTe 太阳能电池，以提高碲化镉太阳能电池的光能利用率及光电转化率，实属必要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种基于多层膜电极的碲化镉 太阳能电池及其制备方法，解决现有技术中碲化镉太阳能电池光能利用率、光电 转化率低的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

本发明第一方面是提供一种基于多层膜电极的碲化镉太阳能电池，包括：

衬底层；

介电层，位于所述衬底层的表面上；主要起防止玻璃中的成分扩散进上部膜 层的作用，同时为上部膜层提供光滑的平面；

金属导电层，位于所述介电层的表面上；主要的导电层，与普通的TCO半 导体薄膜相比具有更加优异的导电能力；

多功能层，位于所述金属导电层的表面上；此膜层主要有三种作用：通过调 整此膜层厚度可以有效调节进入吸收层的光谱波段及强度；对金属导电层具有一 定的保护作用；由于窗口层较薄，镀膜过程中难免出现膜层不连续的现象，导致 CdTe层与金属层直接接触发生漏电现象，此功能层电阻较大，可有效防止漏电 现象；

窗口层，位于所述多功能层的表面上；

CdTe吸收层，位于所述窗口层的表面上；吸收太阳光产生载流子；

背电极层，位于所述CdTe吸收层的表面上；

玻璃盖板，位于所述背电极的表面上。

进一步地，所述金属导电层与所述多功能层之间设有纳米抑制层；或所述金 属导电层两侧均设置有纳米抑制层；所述纳米抑制层厚度为0.3-2nm。

进一步优选地，所述纳米抑制层为纳米金属球层，其材料为金属或合金，所 述纳米金属球的直径为0.3-2nm。

进一步地，所述衬底层的衬底材料选自玻璃材料、塑料材料或金属材料，具 有支撑作用及一定透光性；所述介电层为金属氧化物或氮化物。

进一步地，所述金属导电层的材料为Ag、Au、Cu、In、Cr、Ni的金属单质 或合金。