衬底温度对碲化镉薄膜性质及太阳电池性能的影响

• 作者: 冯良桓 张静全 曹胜 李卫 李鑫鑫 武莉莉 王文武 郁骁骑 黎兵
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 蒸汽输运法 CdTe薄膜 衬底温度 转换效率
• 年，卷（期）: 2016,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 141-147
• 页数: 7页
• 分类号: TQ174
• 字数: 3888字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20150310

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2mm增大到约6mm, 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%。