大面积CdTe集成太阳电池的初步研制及不同金属背电极在CdTe太阳电池中的应用对比

摘要

太阳能光伏技术是21世纪现代高技术的支柱之一,是当今世界解决经济、能源和环境之间矛盾的一个有效途径.该文研究能单独作为电源使用的,适合于大规模化生产的,大面积CdTe集成太阳电池组件的制备设备及其工艺;并研究不同金属背电极材料对CdTe太阳电池性能的影响,寻找能够获得更高转换效率和明显降低发电成本的金属背电极材料.作为对CdTe集成太阳电池组件的初步研制,探讨了在衬底面积扩大到70mm×100mm后,真空共蒸发设备的结构设计及其所制备的多晶ZnTe(ZnTe:Cu)薄膜的厚度均匀性问题;大面积ZnTe/ZnTe:Cu复合薄膜后处理设备的结构设计及退火的温度均匀性问题,提出了新的退火工艺.依靠已有的小面积CdTe太阳电池制备工艺,采用激光刻蚀和自制掩膜以实现选择性沉积的工艺手段,成功地将单元电池串联连接成集成电池.ZnTe/ZnTe:Cu复合背接触层的使用起到了提高效率的作用,平均能使组件的效率提高20﹪左右.目前,集成电池的转换效率已超过4.5﹪.但与我们曾研制的小面积CdTe太阳电池性能相比,仍有很大的差距.集成电池的制备工艺及其相关的物理问题有待进一步深入的探索.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1太阳电池的基本工作原理

1.1.1光伏效应

1.1.2太阳电池的伏—安特性及主要性能参数

1.2太阳电池的研究进展

1.2.1硅基太阳电池

1.2.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳电池

1.2.3铜铟硒多晶薄膜太阳电池

1.2.4碲化镉多晶薄膜太阳电池

1.2.5有机太阳电池

1.3光伏发电概况

1.3.1国外发展概况

1.3.2国内发展概况

第二章本论文选题目的与研究方案

2.1欧姆接触

2.2 CdTe太阳电池背接触

2.3 ZnTe(ZnTe：Cu)薄膜

2.4 CdTe太阳电池复合背接触层

2.5本论文的选题目的

2.6本论文的研究方案

第三章CdTe多晶薄膜太阳电池的制备及后处理

3.1 CdTe集成太阳电池组件的制备技术

3.2 ZnTe/ZnTe：Cu复合背接触层的制备研究

3.2.1共蒸发设备的基本结构

3.2.2对大面积共蒸发均匀性的研究

3.2.3真空蒸发中的动力学问题

3.3 ZnTe/ZnTe：Cu复合背接触层的后处理研究

3.3.1碲化锌复合背接触层后处理的机制和技术要求

3.3.2大面积后处理设备的设计及温度均匀性

3.3.3大面积退火升降过程及改进

3.4 CdTe集成太阳电池组件的性能分析

第四章不同金属背电极对CdTe太阳电池性能参数影响的分析

4.1太阳电池的J-V特性分析

4.2 CdTe太阳电池背电极的原料与制备技术

4.3镍(Ni)与金(Au)背电极的CdTe太阳电池的性能对比

4.4复合背接触层与背电极的匹配对太阳电池性能的影响

第五章主要结论及对进一步工作的建议

5.1主要结论

5.2对进一步工作的建议

参考文献

致谢

研究生期间发表的文章

申明