宽光谱响应的高效CdTe薄膜太阳电池
2021-06-03鲍飞雄傅干华麦耀华
太阳能 2021年5期
刘 娇,鲍飞雄,傅干华,沈 凯*,麦耀华
(1.暨南大学信息科学技术学院,新能源技术研究院,广州 511443;2.成都中建材光电材料有限公司,成都 610064)
0 引言
碲化镉(CdTe)薄膜太阳电池作为最成功的产业化薄膜太阳电池技术,以较高的光电转换效率、电池性能的长期稳定性、显著的成本优势等特点成为极具研究价值与市场潜力的太阳电池技术[1]。近年来,CdTe薄膜太阳电池实现了新一轮技术革新,小面积CdTe薄膜太阳电池的最高光电转换效率从16.5%快速提升至22.1%[2],被称为CdTe薄膜太阳电池制备的第4次技术飞跃,引起了科研界和产业界的广泛关注。本文围绕新一轮技术飞跃中CdTe薄膜太阳电池的宽光谱响应和电池性能提升,对该类高效电池的结构及制备技术进行了梳理论述,并对其的发展做出了展望。
1 宽光谱响应的高效CdTe薄膜太阳电池的结构及制备技术
新一轮技术飞跃分别从短波波段和长波波段改善了CdTe薄膜太阳电池的光谱响应特性,使其具有更宽的光谱响应范围,并同步实现了电池性能的快速提升。
新一轮技术飞跃中主要的技术进展包括:一方面,CdTe薄膜太阳电池结构中前电极缓冲层大幅减少了300~550 nm短波波段的光吸收损失,使该太阳电池的短路电流密度JSC从27 mA/cm2增至28 mA/cm2以上。针对前电极缓冲层的技术改进主要有以下2种方案:1)以宽带隙的半导体,比如氧锌镁(MgZnO,简称“MZO”)、掺氧硫化镉(CdS:O)、硒化镉(CdSe)等直接替代硫化镉(CdS)缓冲层;2)采用新结构的复合前电极缓冲层,这种复合前电极缓冲层可包含保护层或自牺牲层,比如CdS/CdSe、MZO/CdS/CdSe、MZO/CdSe结构,可以有效减小CdS缓冲层的厚度。……
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