CdTe结构及制备.ppt

1、,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CdTeCdS薄膜太阳能电池的TCO必须具备下列的特性： 在波长400860nm的可见光的透过率超过85：低的电阻率， 大约210-4cm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。Cd

2、S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104/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）

3、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,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

4、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450600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）。,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。