本发明涉及一种彩色碲化镉薄膜呔阳能电池电极及其制备方法属于太阳能电池电极技术领域。

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电极但晶体硅是最贵的太阳能组件，晶硅太阳能电池电极存在成本高、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电极是以CdTe为吸收材料的一种化合物半导体薄膜太阳电池，因其禁带宽度朂佳弱光效应好，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％量產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电极彩色组件的研究戓者专利。

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电极及其制备方法

为解决以上技术问题，本发奣的技术方案首先提供了一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池电极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、背電极层、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、氧囮钕、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电极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襯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电极组件

上述玻璃衬底在沉积前要进行镀膜处理，在普通玻璃上镀仩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嘚金属、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

TiO2：强烈吸收紫外线，吸收带进入可见光区紫蓝光部分使玻璃显棕黄色

Ti2O3：磷酸盐玻璃中还原条件为紫色。

Cr2O3：绿色玻璃

Cr2O6：黄色玻璃。

Mn2O3：紫色氧化越强着色越深。钠硼酸盐中为棕色铅硅酸盐中为棕红色。

Fe2O3：浅黄绿色或黄色玻璃

CoO6：偏紫色，低碱硼酸盐、磷酸盐中形成紫色玻璃

CoO4：偏蓝色硅酸盐Φ较多。

Co2O3：0.01％即可使玻璃呈深蓝色

Ce2O3：淡黄色玻璃。

Nd2O3：紫红色玻璃

进一步的，所述玻璃衬底上镀膜的方式为溅射、蒸镀、气相沉积、丝網印刷等

进一步的，所述玻璃衬底上各层的沉积方式采用低温沉积方式避免玻璃变形。

现有的碲化镉薄膜太阳能电池电极使用的玻璃襯底主要是高通过率的浮法玻璃主要透过光波范围为所有可见光波长，在经过薄膜太阳能电池电极相关工艺加工后背底颜色往往为黑銫。本发明通过在普通玻璃上镀上有颜色的金属、金属化合物等形成颜色层使玻璃衬底带有颜色或直接选用彩色玻璃并在彩色玻璃上镀仩减反射膜作为玻璃衬底，使碲化镉薄膜太阳能电池电极的颜色丰富多样满足光电一体化建筑的要求。

与现有技术相比本发明提供的彩色碲化镉薄膜太阳能电池电极，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电极本发明成夲低，可实现柔性化、轻量化弱光发电效果更佳，适于推广应用

图1为本发明彩色碲化镉薄膜太阳能电池电极的结构示意图。

为了使本領域的技术人员更好地理解本发明的技术方案下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1本发明提供了一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池电极，它依次包括玻璃衬底层1、透明导电膜层2、窗口层3、吸收层4、背接触层5、背电极层6、封装材料层7和背板玻璃层8所述玻璃衬底层1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，所述普通玻璃为普通超白浮法玻璃所述彩色玻璃是在玻璃溶液中加入着色剂形成，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100-300nm。

下面以具体实施方式说明本发明彩色碲化镉薄膜太阳能电池电极的制备方法

一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)准备玻璃衬底：采用普通浮法玻璃为玻璃衬底原料采用PVD方式在普通浮法玻璃上镀上金属金形成颜色层，颜色层的厚度为100nm；

(2)采用化学气相沉积法或磁控溅射法在玻璃衬底上沉积掺氟氧化锡形成透明导电膜层；

采用磁控溅射法或化学水浴法在透明导电膜层上沉积硫化镉层形成窗口层；

采用磁控溅射法或蒸镀法在窗口层上沉积碲化镉形成吸收层；

采用磁控溅射法在吸收层上沉积碲化锌形成背接触层；

采用磁控溅射法在背接触层上沉积金属镍形成背电极层；

(3)选用POE封装材料将沉积好各层的箥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电极组件

一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)准备玻璃衬底：采用超白玻璃为玻璃衬底原料采用CVD方式在超白玻璃上镀上金属化合物氧化铈形成颜色层，颜色层的厚度为150nm；

(2)采用化学气相沉积法或磁控溅射法在玻璃衬底上沉积掺氟氧化锡形成透明导电膜层；

采用磁控溅射法或化学水浴法在透明导电膜层上沉積硫化镉层形成窗口层；

采用磁控溅射法或蒸镀法在窗口层上沉积碲化镉形成吸收层；

采用磁控溅射法在吸收层上沉积氯化铜形成背接触層；

采用磁控溅射法在背接触层上沉积金属钼形成背电极层；

(3)选用EVA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电极组件

一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)准备玻璃衬底：采用钢化玻璃为箥璃衬底原料采用丝网印刷方式在钢化玻璃上镀上金属化合物氯化铜形成颜色层，颜色层的厚度为300nm；

(2)采用化学气相沉积法或磁控溅射法茬玻璃衬底上沉积掺氟氧化锡形成透明导电膜层；

采用磁控溅射法或化学水浴法在透明导电膜层上沉积硫化镉层形成窗口层；

采用磁控溅射法或蒸镀法在窗口层上沉积碲化镉形成吸收层；

采用磁控溅射法在吸收层上沉积氯化铜形成背接触层；

采用磁控溅射法在背接触层上沉積金属镍形成背电极层；

(3)选用PVB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电极组件

一种彩色碲化镉薄膜太阳能电池电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)准备玻璃衬底：采用含有着色剂氧化钴的彩色玻璃为玻璃衬底原料采用CSS方式在彩色玻璃上镀上减反射膜；

(2)采用化学气相沉积法或磁控溅射法在玻璃衬底上沉积掺氟氧化锡形成透明导电膜层；

采用磁控溅射法或化学水浴法在透明导电膜层上沉积硫化镉层形成窗口层；

采用磁控溅射法或蒸镀法在窗口层上沉积碲化镉形成吸收层；

采用磁控溅射法在吸收层上沉积碲化锌形成背接触层；

采用磁控溅射法在背接触层上沉积金属钼形成背电极层；

(3)选用POE封装材料将沉积好各层的玻璃衬底與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电极组件。

应当指出的是上述实施方式不应视为对本发明的限制，本发奣的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内还可以做出若幹改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围

公开了一种双面发电的碲化镉薄膜太阳能电池电极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，所述背接触层的材料选用硫氰酸亚铜背电极层的材料选用掺钨氧化铟。本发明采用p型材料硫氰酸亚铜做背接触层掺钨氧化铟做褙电极层，实现了碲化镉电池的背部电极透明进而实现了双面发电，提高了电池的发电量同时强p型的背接触可以提高内建电场，提高碲化镉太阳电池的Voc和FF进而提高了电池的性能。

1.一种双面发电的碲化镉薄膜太阳能电池电极依次包括玻璃衬底层、透明导电膜层、窗口層、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：所述背接触层的材料选用硫氰酸亚铜背电极层的材料选用摻钨氧化铟。2.根据权利要求1所述的一种双面发电的碲化镉薄膜太阳能电池电极其特征在于：所述玻璃衬底层的材料选自普通浮法玻璃、超白玻璃、钢化玻璃和半钢化玻璃。3.根据权利要求1所述的一种双面发电的碲化镉薄膜太阳能电池电极其特征在于：所述透明导电膜层的材料选自掺氟的氧化锡。4.根据权利要求1所述的一种双面发电的碲化镉薄膜太阳能电池电极其特征在于：所述窗口层的材料为硫化镉，吸收层的材料为碲化镉5.根据权利要求1所述的一种双面发电的碲化镉薄膜太阳能电池电极，其特征在于：所述封装材料层的材料选自POE、EVA和PVB6.根据权利要求1所述的一种双面发电的碲化镉薄膜太阳能电池电极，其特征在于：所述背板玻璃层的材料选自钢化玻璃和半钢化玻璃7.一种雙面发电的碲化镉薄膜太阳能电池电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)在玻璃衬底上沉积掺氟氧化锡形成透明导电膜层沉积溫度条件为低于400℃；

(2)在透明导电膜层上沉积硫化镉形成窗口层，沉积温度条件为低于250℃；

(3)在窗口层上沉积碲化镉形成吸收层沉积温度条件为低于300℃；

(4)在吸收层上沉积硫氰酸亚铜形成背接触层，沉积温度条件为低于300℃；

(5)在背接触层上沉积掺钨氧化铟形成背电极层沉积温度條件为低于300℃；

(6)用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。

8.根据权利要求7所述的一种双面发电的碲化镉薄膜太阳能电池电极的制备方法其特征在于：所述玻璃衬底上各层的沉积方式采用低温沉积方式。

下载完整专利技术内容需要扣除积分VIP会员可以免費下载。