CdTe薄膜太阳能电池.ppt

CdTe薄膜太阳能电池 一 CdTe薄膜太阳能电池原理二 CdTe薄膜太阳能电池结构三 TiO2作缓冲层文献分析四 CdTe太阳能电池展望五 参考文献 CdTe太阳能电池的原理 光子的能量公式 可见光的波长 380 760nm能量 1 64 3 19eV CdTe的能隙值为1 45eV 是直接能隙 TCO的能隙为3 2 4 3eV 是间接能隙 CdTe太阳能电池的结构类型 由于Substrate型太阳能电池CdS CdTe的界面品质较差 欧姆接触性差 所以转化效率较低 一般不常用 CdTe太阳能电池结构图 降低CdTe与金属电极接触势垒 P型半导体 N型半导体 透明导电氧化层 玻璃衬底 一般选用钙钠玻璃作为太阳能电池的衬底 主要起支架 防止污染和太阳光入射的作用 TCO透明导电氧化层 CdS窗口层 1 CdS的能隙一般在2 4eV 几乎所有的可见光都能透过 2 CdS层与CdTe层形成p n结 3 为了使太阳能电池获得更高的效率 CdS层要尽量的薄 一般在不超过500nm 1 CdTe能隙值为1 45eV 位于理想的太阳能电池的能隙之间 且具有很高的吸光系数 是非常理想的光伏材料2 CdTe层的厚度一般在2 8 m CdTe吸收层 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 是金属电极与CdTe形成欧姆接触 Performanceimprovementofsolution processedCdS CdTesolarcellswithathincompactTiO2bufferlayer Question InordertoreducethelightabsorptionlossinCdS theCdSthicknessisusuallylessthan500nm However pinholesinCdSandnon conformalcoverageofCdSontransparentconductingoxidelayerwillcauseshuntingthusleadingtodeviceperformancedegradationandfailure Solution Inordertoalleviatethisproblem alayerofTiO2wasinsertedbetweentheFTOandCdSasabufferlayer Materialsandmethods 1 Substratecleaning thesoda limeglassescoatedwith600nmFTO 2 TiO2wasdepositedusingDCmagnetronsputtering3 CdSchemicalbathdeposition4 CdTeelectrochemicaldeposition5 CdCl2treatment thewafeinCdCl2methanolsolutionat60 for20min 6 50nmAudotsweredepositedbythermalevaporationasbackcontact 1 TiO2insolarcellshelpsinimprovingefficiencybystoppingholesfromgoingtoTCOfrontcontact 2 TiO2windowlayerhelpsintheseparationofchargecarriersandreducestherecombinationrate InordertoidentifytheoptimumthicknessforTiO2 solarcelldeviceswith20 40 60 80 and100 nm thick Conclusions 1 ByinsertingacompactTiO2layerwith20nmthickness deviceyieldwasimprovedtomorethan80 withapeakefficiencyof8 0 2 TiO2bufferlayerhelpstosolvetheshort circuitingproblemscausedbythinnon uniformCdS TheadditionofacompactTiO2layerwasalsofoundtosignificantlyimprovedevicestability CdTe太阳能电池发展前景 CdTe薄膜太阳能电池具有成本低 工艺制备简单 其吸收层与光谱最一致的优点 是未来太阳能电池发展的方向 FirstSolar公司是全球最大的CdTe太阳能电池生产商 该致力于CdTe太阳能电池研究