10cm*10cm小型碲化鎘薄膜太陽能電池模組碲化鎘薄膜太陽能電池簡稱CdTe電池，它是一種以p型CdTe和n型Cd的異質(zhì)結(jié)為基礎(chǔ)的薄膜太陽能電池。

第一個(gè)碲化鎘薄膜太陽能電池是由RCA實(shí)驗(yàn)室在CdTe單晶上鍍上In的合金制得的，其光電轉(zhuǎn)換效率為2.1%。1982年，Kodak實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)沉積法在P型的CdTe上制備一層超薄的CdS，制備了效率超過10%的異質(zhì)結(jié)p-CdTe/n-CdS薄膜太陽能電池。這是現(xiàn)階段碲化鎘薄膜太陽能電池的原型。20世紀(jì)90年代初，碲化鎘薄膜太陽能電池已實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)，但市場(chǎng)發(fā)展緩慢，市場(chǎng)份額一直徘徊在1%左右。目前碲化鎘薄膜太陽能電池在實(shí)驗(yàn)室中獲得的最高光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到17.3%[1]。其商用模塊的轉(zhuǎn)換效率也達(dá)到了10%左右。

碲化鎘薄膜太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)

理想的禁帶寬度

CdTe的禁帶寬度一般為1.45eV，CdTe的光譜響應(yīng)和太陽光譜非常匹配。

高光吸收率

CdTe的吸收系數(shù)在可見光范圍高達(dá)104cm-1以上，95%的光子可在1μm厚的吸收層內(nèi)被吸收。

轉(zhuǎn)換效率高

碲化鎘薄膜太陽能電池的理論光電轉(zhuǎn)換效率約為28%。

電池性能穩(wěn)定

一般的碲化鎘薄膜太陽能電池的設(shè)計(jì)使用時(shí)間為20年。

電池結(jié)構(gòu)簡單

制造成本低，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

碲化鎘薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)

碲化鎘薄膜太陽能電池是在玻璃或是其它柔性襯底上依次沉積多層薄膜而構(gòu)成的光伏器件。一般標(biāo)準(zhǔn)的碲化鎘薄膜太陽能電池由五層結(jié)構(gòu)組成:

碲化鎘薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖玻璃襯底

主要對(duì)電池起支架、防止污染和入射太陽光的作用。

TCO層

即透明導(dǎo)電氧化層。主要起的是透光和導(dǎo)電的作用。

CdS窗口層

n型半導(dǎo)體，與p型CdTe組成p-n結(jié)。

CdTe吸收層

它是電池的主體吸光層，與n型的CdS窗口層形成的p-n結(jié)是整個(gè)電池最核心的部分。

背接觸層和背電極

為了降低CdTe和金屬電極的接觸勢(shì)壘，引出電流，使金屬電極與CdTe形成歐姆接觸。

碲化鎘薄膜太陽能電池的制備方法

可以由多種方法制備，如化學(xué)水浴沉積(CBD)、近空間升華法、絲網(wǎng)印刷、濺射、蒸發(fā)等。一般的工業(yè)化和實(shí)驗(yàn)室都采用CBD的方法，這是因?yàn)镃BD法的成本低和生成的CdS能夠與TCO形成良好的致密接觸。