● 摘要
探索低成本，高光电转换效率的柔性太阳能电池是当前太阳能电池研究的热点。以柔性铜箔为衬底的CdTe/CdS薄膜太阳能电池便具有这样的特点，而其中的主体材料p-CdTe便成为人们研究的热点。本论文的主要工作就是在柔性衬底铜箔上电沉积CdTe薄膜，用电化学工作站测定电沉积CdTe薄膜的电流-电位曲线，以研究其形成机理,并运用XRD，SEM，EDS，UV等表征手段对不同电沉积条件下获得的CdTe薄膜进行性能表征，研究了外加电位方式、稀土化合物、温度和热处理对CdTe薄膜性能的影响，探讨获得Cd/Te原子比大于1、小于1和等于1的CdTe薄膜的电沉积条件，验证了在柔性衬底铜箔上电沉积CdTe薄膜的可行性。此外，将成膜溶液中的CdSO4用量缩减为原成膜溶液中的1/10，探索新的成膜溶液电沉积高质量CdTe薄膜的可行性。本论文研究发现CdTe的形成机理与传统公认的机理不同，即CdTe的形成是Cd2+与Te发生反应而非先分别析出Cd和Te单质，再由二者化合成CdTe。由此得出想要得到Cd/Te原子比大于1（n-CdTe）、小于1(p-CdTe)和等于1的CdTe薄膜的电沉积条件。此外，通过改变电沉积条件发现，外加高—低—高这种不恒定电位可以明显改善CdTe薄膜的表面形貌，大大提高光吸收性；成膜溶液中加入少量稀土化合物Nd2O3虽可以改善CdTe膜的结晶性及表面形貌，但却使得CdTe薄膜中Cd的含量变大，即不易获得CdS/CdTe太阳能电池中所需的P型CdTe，同时也减弱了CdTe薄膜的光吸收性；温度升高使得CdTe膜的晶粒尺寸不一且表面疏松，但却利于Te原子的沉积，同时可增大薄膜的光吸收度；而300℃下4小时的热处理会明显改善CdTe薄膜各方面的性质，且易于获得p型CdTe。 此外，对新配方成膜溶液的探索发现该配方在大大缩减成本的同时能获得高质量的p型CdTe薄膜，这对以后的研究工作具有重要的指导意义。
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