物理2013,Vol.42Issue(5) :346-352.DOI:10.7693/wl20130506

碲化镉薄膜太阳电池中的关键科学问题研究

Critical issues of CdTe thin film solar cells

王德亮 白治中 杨瑞龙 侯泽荣
物理2013,Vol.42Issue(5) :346-352.DOI:10.7693/wl20130506

碲化镉薄膜太阳电池中的关键科学问题研究

Critical issues of CdTe thin film solar cells

王德亮 1白治中 1杨瑞龙 1侯泽荣1
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作者信息

  • 1. 中国科学技术大学 合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)中国科学院能量转换材料重点实验室 合肥230026
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摘要

文章对CdTe薄膜太阳电池中的4个关键科学问题进行了讨论,并对电池器件的性能进行了研究,其中包括高质量硫化镉薄膜、背接触层、CdS/CdTe界面和CdCl2热处理性能的研究.文章作者研究了背电极接触层中Cu掺杂含量对电池性能的影响,通过改变背接触层中Cu的含量,可以改变Cu与Te反应产生的物相成分,从而发现以Cu1.4Te为主导的背接触缓冲层能有效地减少电池I—V曲线中的“翻转”(roll-over)现象,同时能有效地降低背接触势垒.此外,还研究了CdS/CdTe界面的CdCl2热处理反应,发现当热处理温度高于350℃时,CdS与CdTe之间的互扩散开始发生,此温度对应于CdS由立方相转变为六方相;而在550℃热处理后,S和Te互扩散形成的CdSxTe1-x化合物,其x值高达11%.通过优化电池制备工艺,获得了在AMl.5标准光源下高达14.6%的CdTe电池转换效率.

Abstract

Four critical issues related to high efficiency CdTe thin film solar cell are discussed and studied: the quality of CdS films, back contact, CdS/CdTe interface formation, and CdCl2 heat treatment.Through control of the copper doping in the back contact we have eliminated the roll-over phenomenon in the Ⅰ-Ⅴ curve.The back contact barrier was reduced by formation of a Cu1.4Te compound which has a good contact with CdTe.Systematic investigations showed that relatively strong interdiffusion at the CdS/CdTe interface began to occur at around 350℃.This temperature coincides with the CdS phase transformation from cubic to hexagonal.Both S-and Te-rich CdSxTe1-x alloy formed at the interface, with x as much as 11%.Through optimization of the cell fabrication process, a CdTe solar cell efficiency as high as 14.6% has been obtained.

关键词

太阳电池/碲化镉/薄膜/高转化效率

Key words

solar cell/CdTe/thin film/high efficiency

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基金项目

国家自然科学基金(51272247)

国家自然科学基金(60976054)

中国科学院太阳能行动计划资助项目()

出版年

2013
物理
中国物理学会 中国科学院物理研究所

物理

CSTPCD北大核心
影响因子:0.257
ISSN:0379-4148
被引量2
参考文献量25
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