ZnTe多晶薄膜及其在CdTe太阳电池中的应用研究

　　云南大学学报（自然科学版）2002，24 ZnTe多晶薄膜及其在CdTe太阳电池中的应用研究蔡道林郑家贵，张静全，冯良桓，邵烨，蔡伟，蔡亚平，李卫黎兵，武莉莉，冷文建（四川大学材料科学系，四川成都610064）立方相，适度掺Cu为立方和六方混合相，晶粒大小2060nm.作为背接触层获得了转换效率为11.6%的太阳电池。

　　*：200卜11基金项目：国家自然科学基金项目（50076030）。

　　CdS/CdTe与CuInSe2，a*Si：H是重点研究的薄膜太阳电池。制备CdS/CdTe太阳电池的一项关键技术，是使p―CdTe和金属形成稳定的低电阻接触。一种可行的方案是在p*CdTe和金属电极间制备一重掺杂层，由该层与金属之间的量子沟道输运机制保证低电阻接触的实现。

　　ZnTe和CdTe的结构相同，价带偏移小，可以实现重掺杂。ZnTe已成为一种理想的过渡材钟制备ZnTe薄膜的方法有溅射法、热蒸发法、电化学沉积法、真空蒸发法等。由于真空蒸发法具有工艺简单、成本低廉、容易推广至规模化生产而受到国内外的重视。

　　本文采用共蒸发法沉积，在室温下制备ZnTe：Cu多晶薄膜来研究其结构和性能，并用ZnTe：Cu作为CdS/CdTe电池的背接触层，获得了面积为0.52cm2转换效率为11.6%和面积为0.转换效率为12.48%的CdS/CdTe多晶薄膜太阳电池。

　　1.2性能测试X射线衍射测试在丹东仪器厂生产的Y― 4QX射线衍射仪上进行，使用Cuka辐射巧据宽晶生测试，扫描范围：10~90，扫描速度：0.03/s.用岛津公司生产的UV―2100紫外分光光度计测量薄膜透过谱，计算光能隙。

　　使用自制的电压补偿I一V特性测试仪测试电池光特性，用TG―X1000太阳光模拟器作光源。光强100mW/cm2，用单晶硅标准太阳电池标定。

　　2结果和讨论2.1XRD测试为不同掺Cu浓度的ZnTe薄膜的XRD图谱，曲线b为不掺Cu的ZnTe薄膜的衍射谱，是高度（11）择优取向的立方相结构，仅出现与（111）方向一致的衍射峰一（111），（222）和（511）（333）三个峰。适度掺杂有利于立方相的f成，但掺杂浓度过高有利于六方相形成。低掺杂为（111）择优取向的立方相，随铜含量的增加，立〕相变弱，六方相增强。根据谢乐公式D=K入bcos0，由（111）衍射峰半高宽计算出ZnTe薄膜粒的平起。

　　ZnTe薄膜的XRD d掺铜6%；e.掺铜9. 2.2紫外可见测试通过ZnTe：u薄膜的紫可见光谱，可以得到样品的吸收系数a同光子能」hu间的关系，作出（ahu）（au）2―hu关系曲线图的横截距得出薄膜的禁带：Cu薄膜的光学能隙小于表1给出了有无背接触层时CdTe电池的f能参数。为了使其具有可比性，这些电池均为同-致。背电极都为金。

　　2.3ZnTe：u薄膜对器件的影响表1有无ZnTe接触层的太阳电池参数比较接触层从表中可以看出ZnTe接触层可以很好地提高太阳电池的开路电压、短路电流密度、填充因子，进而提高转换效率。

　　我们把ZnTe：Cu薄膜作为背接触层获得了转换效率为11.6%，面积为0.52cm2的CdS/CdTe太阳电池。是面积为0.0707cm2转换效率为12.48%太阳电池其/一V曲线。

　　3结论（1）使用共蒸发法刚沉积的ZnTe薄膜和低掺杂的ZnTe：Cu薄膜为立方相，高度（111）择优，随铜含量的增加，择优变弱，晶粒大小为20~60nm.效电电因面换路路充池转开短填电电压/mV通过有无背接触层的对比，背接触层能使CdTe太阳电池的填充因子、开路电压、短路电流都有较大的提高。