衬底温度对碲化镉薄膜性质及太阳电池性能的影响-无机材料学报.PDFVIP

第31 卷 第2 期 无 机 材 料 学 报 Vol. 31 No. 2 2016 年2 月 Journal of Inorganic Materials Feb., 2016 文章编号: 1000-324X(2016)02-0141-07 DOI: 10.15541/ji 衬底温度对碲化镉薄膜性质及太阳电池性能的影响 曹 胜, 武莉莉, 冯良桓, 王文武, 张静全, 郁骁骑, 李鑫鑫, 李 卫, 黎 兵 (四川大学 材料科学工程学院, 成都610065) 摘 要: 蒸汽输运法是制备高质量且大面积均匀的 CdTe 薄膜的一种优良的方法。采用自主研发的一套蒸汽输运沉 积系统制备了 CdTe 多晶薄膜, 并研究了衬底温度对 CdTe 薄膜性质及太阳电池性能的影响。利用 XRD 、SEM、 UV-Vis 和Hall 等测试手段研究了衬底温度对薄膜的结构、光学性质和电学性质的影响。结果表明, 蒸汽输运法制 备的CdTe 薄膜具有立方相结构, 且沿(111)方向高度择优。随着衬底温度的升高(520℃～640℃), CdTe 薄膜的平均 晶粒尺寸从2 m 增大到约6 m, CdTe 薄膜的载流子浓度也从1.93×1010 cm–3 提高到2.36×1013 cm–3 , 说明提高衬底 温度能够降低CdTe 薄膜的缺陷复合, 使薄膜的p 型更强。实验进一步研究了衬底温度对CdTe 薄膜太阳电池性能 的影响, 结果表明适当提高衬底温度, 能够大幅度提高电池的效率、开路电压和填充因子, 但是过高的衬底温度又 会降低电池的长波光谱响应, 导致电池转换效率的下降。经过参数优化, 在衬底温度为610℃、无背接触层小面积 CdTe 薄膜太阳电池的转换效率达到 11.2%。 关 键 词: 蒸汽输运法; CdTe 薄膜; 衬底温度; 转换效率 中图分类号: TQ174 文献标识码: A Effect of Substrate Temperature on CdTe Thin Film Property and Solar Cell Performance CAO Sheng, WU Li-Li, FENG Liang-Huan, WANG Wen-Wu, ZHANG Jing-Quan, YU Xiao-Qi, LI Xin-Xin, LI Wei, LI Bing (College of Materials Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China) Abstract: Vapor transport deposition is an excellent method for preparing large area CdTe thin films with high quality and uniformity. Polycrystalline CdTe thin films were deposited by home-made vapor