不同背接觸CdTe薄膜太陽電池的穩(wěn)定性研究.pdf

1、碲化鎘(CdTe)是一種禁帶寬度為1.45 eV的Ⅱ-Ⅵ族直接帶隙半導(dǎo)體，與太陽光譜的響應(yīng)處在最理想的太陽光譜波段，而且CdTe薄膜具有高吸收系數(shù)、制造低成本等優(yōu)點，與CdS形成異質(zhì)結(jié)薄膜太陽電池，在光伏市場具有極大競爭力，受到廣泛關(guān)注。然而CdTe薄膜太陽電池在光照、偏壓、濕度、溫度和氣體氛圍等因素的影響下，CdTe薄膜太陽電池性能會衰減。在CdTe電池中可能引起衰減的主要原因包括背電極的穩(wěn)定性、背接觸界面的穩(wěn)定性以及PN結(jié)的穩(wěn)定性等

2、。CdTe薄膜太陽電池作為光伏市場上唯一能和晶硅太陽電池相抗衡的化合物薄膜太陽電池，研究其性能的穩(wěn)定性至關(guān)重要。
　　第一章，回顧了太陽電池的研發(fā)歷史和背景，介紹了太陽電池的結(jié)構(gòu)、原理和輸出特性。最后概述了CdTe薄膜太陽電池的材料特性和制備工藝。
　　第二章，研究了不同背接觸CdTe太陽電池的穩(wěn)定性。通過電流-電壓(I-V)、電容-電壓(C-V)、X射線衍射(XRD)等測試手段系統(tǒng)地研究了Au、Cu/Au、MoOx/Mo三

3、種背電極接觸類型的CdTe薄膜太陽電池在經(jīng)歷40℃-100℃開路狀態(tài)下老化實驗前后的光電性能變化。分析發(fā)現(xiàn)，Cu/Au電池由于背接觸Cu2-xTe的生成，電池光電性能和C-V特性最為穩(wěn)定。Au電池則由于背接觸富Te層氧化生成TeO2，載流子濃度、填充因子和轉(zhuǎn)換效率均衰減嚴重。MoOx/Mo電池在老化實驗初期非常穩(wěn)定，后期在較高溫度下由于MoOx過渡層失氧造成功函數(shù)降低以及富碲層發(fā)生氧化，使得電池光電性能衰減明顯。本研究還應(yīng)用“雙二極管模

4、型”對Au、MoOx/Mo兩種背接觸電池進行了亮態(tài)I-V曲線擬合，說明背接觸在老化過程中被氧化。
　　第三章，不同背接觸的CdTe太陽電池暗態(tài)升溫C-V分析。對Au、Cu/Au、MoOx/Mo三種背電極接觸的CdTe薄膜太陽電池進行暗態(tài)升溫電容-電壓測試，分析了三種電池C-V曲線隨溫度的變化關(guān)系，得到了電池PN結(jié)載流子濃度、內(nèi)建電壓、耗盡區(qū)寬度等變化特性，進一步驗證了Cu/Au電池中Cu在CdTe中的擴散，以及MoOx/Mo電池在