[发明专利]一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法，它依次包括玻璃衬底层、透明导电膜层、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、封装材料层和背板玻璃层，所述玻璃衬底层采用的材料为镀有颜色层的普通玻璃或镀有减反射膜的彩色玻璃，所述普通玻璃为超白浮法玻璃，所述彩色玻璃是由玻璃中加入相关着色剂形成，所述颜色层由有颜色的金属、金属化合物等通过溅射、蒸镀、气相沉积、丝网印刷等方法形成。本发明提供的彩色碲化镉薄膜太阳能电池，颜色丰富多样，能够满足建筑外观颜色的需求，同时相较于现有的彩色晶硅太阳能电池，本发明成本低，可实现柔性化、轻量化，弱光发电效果更佳，适于推广应用。

技术领域

本发明涉及一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

与建筑物结合及并网发电，是光伏系统依附于建筑的一种新能源利用形式，是未来光伏发电的主要市场和重要发展方向。建筑物作为环境和城市的景观，外观色彩的要求高，因此对光伏系统的外观协调性也相应提高。目前研究较多的为彩色的晶硅太阳能电池，但晶体硅是最贵的太阳能组件，晶硅太阳能电池存在成本高、太阳能吸收因数低、材料很脆且易碎、弱光效应差等缺点。

碲化镉薄膜太阳能电池是以CdTe为吸收材料的一种化合物半导体薄膜太阳电池，因其禁带宽度最佳，弱光效应好，吸光系数大，理论转化效率高、制造成本低等特点受到很多科研机构和企业的关注。碲化镉理论转化效率高达28％，量产最高转化效率已经超过了22％，且仍具有广阔的发展空间。

目前尚没有对于极具有发展前景的碲化镉薄膜太阳能电池彩色组件的研究或者专利。

发明内容

有鉴于此，针对现有技术的不足，本发明提供一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案首先提供了一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池，它依次包括玻璃衬底层、透明导电膜层、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、封装材料层和背板玻璃层，其特征在于：所述玻璃衬底层采用的材料为镀有颜色层的普通玻璃或镀有减反射膜的彩色玻璃，所述普通玻璃为超白浮法玻璃，所述彩色玻璃是在玻璃中加入着色剂形成，所述颜色层由有颜色的金属、金属化合物等通过溅射、蒸镀、气相沉积、丝网印刷等方法形成。

进一步的，所述彩色层选自金、铜、氧化铁、氧化钴、氯化铜等，所述玻璃着色剂选自氧化铁、氧化铈、氧化钕、氧化钛、氧化铬、氧化铜、氧化钴和氧化锰等。

进一步的，所述颜色层的厚度为50-300nm。

同时，本发明还提高了上述彩色碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法，它包括在玻璃衬底上依次沉积掺氟氧化锡形成透明导电膜层、沉积硫化镉形成窗口层、沉积碲化镉形成吸收层、沉积碲化锌或氯化铜形成背接触层、沉积金属镍或金属钼或其他金属或合金形成背电极层，然后选用POE、EVA和PVB等封装材料将沉积好各层的玻璃衬底与背板玻璃进行层压封装形成本发明彩色碲化镉薄膜太阳能电池组件。

上述玻璃衬底在沉积前要进行镀膜处理，在普通玻璃上镀上颜色层或在彩色玻璃上镀上减反射膜，所述普通玻璃为超白浮法玻璃，所述彩色玻璃是在玻璃中加入着色剂形成，所述颜色层由有颜色的金属、金属化合物等通过溅射、蒸镀、气相沉积、丝网印刷等方法形成。所述彩色层选自金、铜、氧化铁、氧化钴、氯化铜等，所述玻璃着色剂选自氧化铁、氧化铈、氧化钕、氧化钛、氧化铬、氧化铜、氧化钴和氧化锰等。

下面为各金属、金属化合物所呈现的颜色说明：

Au：镀膜后玻璃呈黄色。

Cu:镀膜后玻璃呈红橙色。

Fe₂O₃:镀膜后玻璃呈红棕色。

CoO：镀膜后玻璃呈桃红色。

CuCl₂:镀膜后玻璃呈绿色。