课件：Cde结构及制备.ppt

可编辑 可编辑 透明导电氧化层 n型半导体 p型半导体 降低CdTe与金属电极接触势垒 一、CdTe太阳能电池发电结构 CdTe薄膜太阳能电池能带图 1、阳光入射方向？ 2、带隙宽度？ 3、带隙排列？ 4、CdTe厚度、光吸收？ 5、作用 主要对电池起支架、防止污染和入射太阳光的作用。 玻璃衬底 TCO层 透明导电氧化层。它主要的作用是透光和导电的作用。 用于CdTe／CdS薄膜太阳能电池的TCO必须具备下列的特性： 在波长400～860nm的可见光的透过率超过85％：低的电阻率， 大约2×10^-4Ωcm数量级；在后续高温沉积其它薄膜层时的 良好的热稳定性。 CdS窗口层 n型半导体，与P型CdTe组成p/n结。CdS的吸收边大约是521 nm， 可见几乎所有的可见光都可以透过。因此CdS薄膜常用于薄膜 太阳能电池中的窗口层。 CdTe吸收层 电池的主体吸光层，它与n型的CdS窗口层形成的p-n结 是整个电池最核心的部分。多晶CdTe薄膜具有制备太阳能电 池的理想的禁带宽度(Eg=1.45eV)和高的光吸收率(大约10^4/cm)。 CdTe的光谱响应与太阳光谱几乎相同。 背接触层和背电极 降低CdTe和金属电极的接触势垒，引出电流，使金属电极 与CdTe形成欧姆接触。 小结 近空间升华法（Close-space sublimation, CSS) 电沉积法（Electron-deposition，ED） 化学气相沉积法（chemical vapor deposition, CVD) 物理气相沉积法（physical vapor deposition, PVD) 溅射法 喷涂沉积法（Spray deposition) 丝网印刷沉积法（Screen-print deposition） 二、CdTe薄膜制备技术 THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 近空间升华法 特点 厚度均匀、晶粒大小适当、高效率、设备简单、沉积速度高、Cd污染小、易于控制 　近空间升华法沉积设备示意图 近空间升华法是目前被用来生产高效率CdTe薄膜电池最主要的方法------蒸发源是被置于一与衬底同面积的容器内，衬底与源材料要尽量靠近放置，使得两者之间的温度差尽量小，从而使薄膜的生长接近理想平衡状态。使用化学计量准确的源材料，也可以得到化学计量准确的CdTe薄膜。一般衬底的温度可以控制在450～600℃之间，而高品质的薄膜可以在大约 1um/min 的速率沉积下得到。 CdTe在高于450度时升华并分解，当它们沉积在较低温度的衬底上时，再化合形成多晶薄膜。为了制取厚度均匀、化学组份均匀、晶粒尺寸均匀的薄膜，不希望镉离子和碲离子直接蒸发到衬底上。因此，反应室要用保护性气体维持一定的气压。这样，源和衬底间的距离必须很小。 显然，保护气体的种类和气压、源的温度、衬底的温度等，是这种方法的最关键的制备条件。保护气体以惰性气体为佳（氦气）。 1 碲化镉薄膜太阳能电池在工业规模上成本大大优于晶体硅和其他材料的太阳能电池技术，生产成本仅为0.87美元/W。 2 其次它和太阳的光谱最一致，可吸收95%以上的阳光。 3 工艺相对简单，标准工艺，低能耗，无污染，生命周期结束后，可回收，强弱光均可发电，温度越高表现越好。 三、CdTe薄膜优势 镉排放量 太阳能电池组件与其他能源的镉排放量的比较图 三、CdTe薄膜缺陷 缺点 第一，碲原料稀缺，无法保证碲化镉太阳能电池的不断增产的需求。 第二，镉作为重金属是有毒的。碲化镉太阳能电池在生产和使用过程中的万一有排放和污染，会影响环境 总结 总结 CdTe吸收层主要起透光和导电的作用。 玻璃衬底主要对电池起支架、防止污染和入射太阳光的作用。 CdTe属于II-VI族化合物半导体材料。 CdTe的制备技术较多，有近空间升华法和电沉积法等。 近空间升华法具有沉积速率低，设备昂贵、薄膜质量差、生产成本高的特点。 错 错 对 对 对 THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 可编辑 可编辑