【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铜和硒掺杂，尤其涉及一种新型的cdte太阳电池铜和硒掺杂方法。
技术介绍
1、随着光伏产业的发展和大规模应用，cdte太阳电池因其良好的稳定性和合适的带隙(1.48ev)而被广泛用于大规模工业生产。高质量cdte的制造得益于吸收层的组成/带隙优化，例如，通过将硒插入吸收层的前结位置以形成cdsexte1-x合金层。由于cdse-cdte系统中的能带弯曲效应，cdte的本征带隙可以从1.48ev降低到1.4ev，这对于拓宽光谱范围(300-900nm)和实现更好的cdse-cdte异质结构的能带对准是可行的。相对于s原子，附加se原子在cdte吸收剂中表现出更高的溶解度。这是由于与cds相比，所形成的cdse的晶格常数更接近于cdte的晶格常量因此cdse/cdte界面的晶格失配小于cds/cdte。大量的研究工作集中在工艺参数的工程上，以最小化cdsexte1-x的带隙，从而满足太阳能电池效率的shockley-queisser热力学极限中的最佳带隙。理论计算证实，cdsexte1-x的光学带隙小于1.4ev，这为未来制备吸收剂提供了更多机会。然而，由于当前行业主要致力于前结位置进行se掺杂，在当前的技术条件下，很难深入检测cdsexte1-x合金层的具体光学带隙。显然，仅在前结位置使用非原位掺杂在整个吸收体上构建梯度cdtexse1-x十分困难。
2、考虑到电池的背面结构，背面接触材料通常以铜基材料为主，如金属铜和氧化物、含铜离子的卤盐、等。这是由于cdte中缺乏空穴密度，通常需要额外的空穴注入。cu
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种新型的cdte太阳电池铜和硒掺杂方法，能够在背接触面实现cu激活工艺的同时构建cdsexte1-x合金层，并进一步降低功函数。最终，在背面成功形成了可测量的p型cdsexte1-x，极大地提升了cdte电池的整体性能，能解决现有技术中存在的问题。
2、为实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种新型的cdte太阳电池铜和硒掺杂方法，包括以下步骤：
3、步骤一、太阳电池背接触层材料的制备
4、在空气条件下，将cuso4·5h2o和na2s2o3·5h2o溶解在di水中，搅拌至完全溶解，得到前驱体溶液，然后在冰浴条件下，将ksecn溶解在di水中并迅速将其加入前驱体溶液内，再次进行搅拌反应，反应完成后，收集cusecn的灰白色沉淀物，进行纯化处理，得到cusecn粉末；
5、步骤二、cusecn氨水旋涂液的制备
6、将步骤一中得到的cusecn粉末溶解在氨水溶液中，得到cusecn氨水旋涂液，然后进行过滤处理，得到澄清的cusecn氨水旋涂液；
7、步骤三、太阳电池背表面薄膜的制备
8、在空气条件下，将步骤二中得到澄清的cusecn氨水旋涂液，在cdte太阳电池背接触表面上沉积p型cusecn薄膜，当cdte太阳电池薄膜沉积完成后，进行热激活处理，完成铜激活的同时得到高性能的cdsexte1-x合金层。
9、进一步改进在于：所述步骤一中，纯化处理的方式为：对灰白色沉淀物分别用去离子水、乙醚和乙醇洗涤1～3次，然后放入真空烘箱中，进行干燥，其中干燥温度为70～80℃，时间为12～16h。
10、进一步改进在于：所述步骤二中，过滤处理的方式为：将cusecn氨水旋涂液置于50～70℃下，搅拌2～3h，然后冷却，冷却后使用0.22μm过滤头过滤。
11、进一步改进在于：所述步骤二中，控制cusecn氨水旋涂液的浓度为1～20mg/ml。
12、进一步改进在于：所述步骤三中，热激活处理的方式为：将沉积得到的薄膜进行快速升温。
13、进一步改进在于：所述步骤三中，通过调控热处理条件来调控cdsexte1-x的se掺杂量，其中，热处理调节为为：温度为100～300℃，时间为10～180min。
14、进一步改进在于：所述步骤三中，沉积薄膜的具体步骤为：
15、a1：将太阳电池浸泡在稀释的盐酸内，浸泡后用去离子水冲洗表面，并用氮气清扫表面；
16、a2：采用旋涂法浇注cusecn旋涂溶液来制备薄膜；
17、a3：采用退火工艺完成cu和se的扩散及cdsexte1-x合金层的制备。
18、进一步改进在于：所述薄膜厚度为100～3000nm。
19、进一步改进在于：所述cdsexte1-x合金层位于cdte背接触面且带隙小于cdte的固有带隙。
20、本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的一种新型的cdte太阳电池铜和硒掺杂方法开发了具有cu和se双重激活的新材料，提高了载流子提取率，降低了器件的肖特基势垒，制备了带隙可测的cdsexte1-x合金层，表现出与cuscn相似的空穴激活性能。此外，用cusecn处理的cdte薄膜表现出比用cuscn/cdse双层处理的器件更高的效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种新型的CdTe太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种新型的CdTe太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：所述步骤一中，纯化处理的方式为：对灰白色沉淀物分别用去离子水、乙醚和乙醇洗涤1～3次，然后放入真空烘箱中，进行干燥，其中干燥温度为70～80℃，时间为12～16h。
3.根据权利要求1所述的一种新型的CdTe太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：所述步骤二中，过滤处理的方式为：将CuSeCN氨水旋涂液置于50～70℃下，搅拌2～3h，然后冷却，冷却后使用0.22μm过滤头过滤。
4.根据权利要求1所述的一种新型的CdTe太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：所述步骤二中，控制CuSeCN氨水旋涂液的浓度为1～20mg/mL。
5.根据权利要求1所述的一种新型的CdTe太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：所述步骤三中，热激活处理的方式为：将沉积得到的薄膜进行快速升温。
6.根据权利要求1所述的一种新型的CdTe太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：所述步骤三中，通过调控热处理条件
7.根据权利要求1所述的一种新型的CdTe太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：所述步骤三中，沉积薄膜的具体步骤为：
8.根据权利要求7所述的一种新型的CdTe太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：所述薄膜厚度为100～3000nm。
9.根据权利要求7所述的一种新型的CdTe太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：所述CdSexTe1-x合金层位于CdTe背接触面且带隙小于CdTe的固有带隙。
...【技术特征摘要】
1.一种新型的cdte太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种新型的cdte太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：所述步骤一中，纯化处理的方式为：对灰白色沉淀物分别用去离子水、乙醚和乙醇洗涤1～3次，然后放入真空烘箱中，进行干燥，其中干燥温度为70～80℃，时间为12～16h。
3.根据权利要求1所述的一种新型的cdte太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：所述步骤二中，过滤处理的方式为：将cusecn氨水旋涂液置于50～70℃下，搅拌2～3h，然后冷却，冷却后使用0.22μm过滤头过滤。
4.根据权利要求1所述的一种新型的cdte太阳电池铜和硒掺杂方法，其特征在于：所述步骤二中，控制cusecn氨水旋涂液的浓度为1～20mg/ml。
5.根据权利要求1所述的一种新型的cdt...
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞林，郑康辉，周玉凤，王刚，陈金伟，张洁，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。