碲化镉薄膜太阳能电池

以碲化镉为电池材料的化合物薄膜太阳能电池
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碲[dì]化镉薄膜太阳能电池是一种以p型CdTe和n型CdS的异质结为基础的薄膜太阳能电池。CdTe薄膜具有较好的热稳定性和化学稳定性，因此使用寿命较长。由于其能带宽度处于中间位置，因此适合与其他带宽的半导体结合制备多结太阳能电池。CdTe太阳能电池可以沉积在柔性衬底上，制备柔性电池。CdTe抗辐射能力强，也可用于空间领域。[1]
碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池的研究始于1969年。第一个碲化镉薄膜太阳能电池是由RCA实验室于1976年在CdTe单晶上镀上In的合金制得的,为反向结构（Superstrate），其光电转换效率仅为2.1%。1982年，Kodak实验室用化学沉积法在p型的CdTe上制备一层超薄的CdS，获得了效率超过10%的异质结p-CdTe/n-CdS薄膜太阳能电池。到20世纪90年代初，碲化镉薄膜太阳能电池才实现了规模化生产。[1]
CdTe薄膜太阳能电池的组成包括窗口层、吸收层、背接触层等。[2]CdTe薄膜太阳能电池的工作原理为光通过玻璃衬底进入电池，光子横穿TCO层和CdS层，电子在接近结的区域产生。电子在内建场的驱动下进入n型CdS层。空穴仍然在CdTe内，空穴的聚集会增强材料的p型电导，最终不得不经由背接触电极离开电池。[1]CdTe薄膜的制备方法主要有闭空间升华法、磁控溅射法、气相输运沉积法、金属氧化物化学气相沉积法、电沉积法、印刷法等。[1]

历史发展

第一个碲化镉薄膜太阳能电是由RCA实验室于1976年在CdTe单晶上镀上In的合金制得的，为反向结构（Superstrate），其光电转换效率仅为2.1%。1982年，Kodak实验室用化学沉积法在p型的CdTe上制备一层超薄的CdS，获得了效率超过10%的异质结p-CdTe/n-CdS薄膜太阳能电池。1985年，Birkmire首次提出正向结构（Substrate）的CdTe薄膜太阳能电池。1999年，Singh在钼[mù]箔片上制备出正向结构的柔性碲化镉太阳能电池，其光电转换效率为5.3%。直到20世纪90年代初，碲化镉薄膜太阳能电池才实现了规模化生产。[1]中国较早开始研究碲化镉（CdTe）电池的有内蒙古大学、四川大学等高等院校，他们的研究主要集中在材料性能方面，小面积电池效率也达到了13.38%，但是仍然与国外有一定差距。[3]