肖迪王东明 李珣 李强 沈凯 王德钊 吴玲玲 王德亮

(中国科学技术大学,合肥微尺度物质科学国家实验室(筹),合肥 230026)

基于氧化镍背接触缓冲层碲化镉薄膜太阳电池的研究∗

肖迪王东明 李珣 李强 沈凯 王德钊 吴玲玲 王德亮†

(中国科学技术大学,合肥微尺度物质科学国家实验室(筹),合肥 230026)

(2016年12月2日收到;2017年2月9日收到修改稿)

采用电子束蒸发法制备了NiO薄膜,并对其作为碲化镉薄膜太阳电池背接触缓冲层材料进行了相关研究.NiO缓冲层的加入使得碲化镉太阳电池开路电压显著增大.通过X射线光电子能谱测试得到的NiO/CdTe界面能带图表明NiO和CdTe的能带匹配度很好.NiO是宽禁带P型半导体材料,在电池背接触处形成背场,减少了电子在背表面处的复合,从而提高电池开路电压.通过优化NiO薄膜厚度,制备得到转换效率为12.2%、开路电压为789 mV的碲化镉太阳电池.研究证实NiO是用来制备高转换效率、高稳定性碲化镉薄膜太阳电池的一种极有前景的缓冲层材料.

碲化镉,薄膜太阳电池,氧化镍,缓冲层

1 引言

碲化镉(CdTe)是一种重要的II-VI族化合物半导体材料.该材料禁带宽度为1.45 eV,对太阳光谱的响应处于最理想的太阳光谱波段,且在可见光范围内的吸收系数高达105cm−1,因此CdTe多晶薄膜太阳电池因其转换效率高、所需材料成本低的优势而备受关注[1−3].近几年,电池转换效率得到迅速提升[4],目前,世界上CdTe太阳电池的最高转换效率达22.1%.然而,CdTe的功函数高达5.7 eV,高于通常金属背电极的功函数,难以……