美国国家可再生能源实验室 密歇根大学电子工程与计算机科学系 ■ 李剑

三 电池结构与沉积方法

碲化镉薄膜电池分为衬底朝上(阳光入射方向)和衬底朝下两大类结构。衬底朝上是目前用得最多的结构。其生长过程是在玻璃衬底上顺序沉积透明导电氧化物(TCO)、硫化镉、碲化镉以及金属背电极层。

阳光需要透过玻璃和硫化镉才能进入碲化镉吸收层。某些高效电池在这一基本结构基础上加以改进，如在硫化镉层中加入氧以提高禁带宽度，进而扩展紫外透光率；在TCO和硫化镉层之间加入高电阻的锌锡氧化物层，以减少硫化镉层厚度并克服短路等[9]。衬底朝下型电池的生长过程，首先是把碲化镉沉积在镀金属薄膜的衬底上或直接沉积在金属衬底上，然后顺序沉积硫化镉和TCO。阳光穿过TCO和硫化镉后进入碲化镉吸收层。衬底朝下型电池的主要优点是便于制作在可弯折的轻便衬底上。

碲化镉薄膜的沉积方法多种多样，这里仅介绍几种应用较普遍的方法。

近空间升华(CSS)是工业界和学术界都广泛使用的沉积方法。它的特点是二维平面内分布的碲化镉源和衬底的距离很近，在源和衬底之间维持了较高的蒸气压，加热升华后的碲化镉很快沉积在衬底上。

蒸气输运沉积法(VTD)也被工业界广泛关注，但目前使用量不如CSS广。VTD沉积法是通过携带气体把从碲化镉源中加热分解出的碲原子和镉原子输运到衬底上，在衬底表面反应生成碲化镉并沉积到衬底上。……