300×400mm+CdTe多晶薄膜研究.pdfVIP

506辱十届中国太阳能光伏舍议论文集 300×400ram CdTe多晶薄膜研究 曾广根李愿杰+黎兵蔡亚平张静全武莉莉李卫雷智蔡伟 郑家贵冯良桓 (口川大学盘阳能材料与器件研究所口川成都610064) 摘要 研究了大Ⅲ积ti间升华*沉积装置的物理机制，制备出300×400ramC,tTe多晶薄膜。利用 xRD，SEM，UWVis，电导温度曲线等研究了薄膜结构形貌和光学电学性能。结果表明：刚沉积的薄膜为止方结 摘具有(…)择优取向．退火后，薄膜光能晾为15eV，电导激活能为O25eV。在此基础f研制m光目Ⅲ积 为993甜转换效率为8．25％t4CdTe薄膜太m电池。 关键词 近空间升华法．300×400ramCdTe多品薄膜，太阳电池 1前 言 C．dTe是Ⅱ．Ⅵ族直接繁带半导体材料．禁带宽度很接近太阳电池需要的最优禁带宽度。其吸收系数高达一 为薄膜太阳电池中的吸收层材料来应用，可以减少材料消耗．降低生产成本““。 从小面积薄膜到大面积的制备，不是一个简单的面积变化，会遇到许多设备及技术上的难题，在本文中， x400rmn 我们研究了大面积近空间升华法沉积装置的物理机制，制备出300 CdTe多晶薄膜，对薄膜性能进行 了轰征．在此基础上研制出300X400ramCdTe多晶薄膜太阳电池。 2实验 利用中试线自行设计的近空间升华法连续沉积设备翩备CdTe薄膜，设备筒图见图1所示。CdTe多晶薄 15分钟条件下制备。 田1嚣s简图 4^镕女：{■女月．*±，Bmd：”#”{0址L啪 化舍斯太阳电池及材科507 近空问升华法沉积的物理过程如图2所示。在CSS法中制备CdTe薄膜分为3个过程源的升华，辖运，沉积 成核和长大。 刚沉积的CdTe薄膜，晶糟较小，化学配比接近l：1。它虽然是P型．但掺杂作用不明显，因此，必须对 它进行后处理。本论文采用CdCl2气相升华退火口】。退火条件为N，02--4／I，400℃30分钟。 从≮到衬底的扩散过程 々环境气体的反应 CdTe源升华分解成 村底±cd、n挎凝化 cd、1畦 COTe薄膜在村底上的 告成CoTe 反向升华 置2近空间升华法物理砬程 量退火前后cdTe薄膜透过率谱；利用自制的变温电阻测试装置测试了样品的电导温度关系；利用西安娴大 学研制的脉冲氙灯太阳电池I-V特性测试系统，测量光I—V特性。 3结果及讨论 3ixRDa0试 忆。 从图中看出：刚沉积的C扭多品薄膜具有立片结构，沿(111)方 向有明显的掸优取向，且同时出现较低强度的 【：蛙羹罂莲誉1 (220)+(3111，(400)．(331)，(422)，(511)，(“0)，(531)峰。而在440屯时经 CdCl2退火后，(tti)Ty向仍然有明显的择优取向，(220)，(311)等峰强度 有不同程度的增加…。 霉3x胁圈谱 3．2SEM虱l试 从SEM照片看出．CdTe多晶薄膜经过遇火后，其晶粒尺寸明显比没有经过退火的样品大。未遇火样品的 晶粒大小不均匀，形状很不规则，晶粒间隙较大，致密度小；退火后样品晶粒大小均匀，形状规则，晶粒间隙小，致密 度好，晶界钝化，消除了刚沉积样品的一些沟壑．有利于改善电池的并联电阻和捅电流，从而使短路电流提高。