碲化镉薄膜太阳能电池的结构
碲化镉薄膜太阳能电池是在玻璃或是其它柔性衬底上依次沉积多层薄膜而构成的光伏器件。一般标准的碲化镉薄膜太阳能电池由五层结构组成:
玻璃衬底
主要对电池起支架、防止污染和入射太阳光的作用。
TCO层
即透明导电氧化层。主要起的是透光和导电的作用。
CdS窗口层
n型半导体，与p型CdTe组成p-n结。
CdTe吸收层
它是电池的主体吸光层，与n型的CdS窗口层形成的p-n结是整个电池最核心的部分。
背接触层和背电极
为了降低CdTe和金属电极的接触势垒，引出电流，使金属电极与CdTe形成欧姆接触。
碲化镉(cadmium telluride)
由碲和镉构成的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料。其晶体结构为闪锌矿型，具有直接跃迁型能带结构。
碲化镉的物理性质
碲化镉的主要结构缺陷是填隙镉原子，它提供n型电导，而镉空位提供p型电导。
多晶合成用纯度为99.9999％的碲和镉按元素质量比1：1称量，并将料装入涂碳石英管内，在真空度小于4×10-4Pa下进行物料脱氧，再在真空度小于2×10-4Pa下密封石英管。然后将密封好的石英管放入合成炉内进行多晶合成。为防止合成时镉的迅速蒸发引起炸管，升温必须缓慢进行，因为在碲化镉的熔点，镉的蒸气压为1MPa。当温度升至800℃时恒温4h，然后缓慢升温到1100℃，整个合成时间为14h。
单晶生长 合成好的多晶料可用垂直布里支曼法，碲熔剂法、气相升华法、高压融体生长法等生长单晶。生长速度分别为2mm／h、3mm／h、0.2mm／h、5mm／h。垂直布里支曼法是现在常用于生长碲化镉单晶的方法，其生长示意图如图所示。
生长碲化镉单晶较困难，其原因是元素镉和元素碲在碲化镉生长温度都有较高蒸气压，因此晶体易偏离化学配比；另-个原因是镉易沾附石英安瓿。
CdTe太阳能电池作为大规模生产与应用的光伏器件，最值得关注的是环境污染问题。有毒元素Cd对环境的污染和对操作人员健康的危害是不容忽视的。我们不能在获取清洁能源的同时，又对人体和人类生存环境造成新的危害。有效地处理废弃和破损的CdTe组件，技术上很简单。而Cd是重金属，有剧毒，Cd的化合物与Cd一样有毒。其主要影响，一是含有Cd的尘埃通过呼吸道对人类和其他动物造成的危害；二是生产废水废物排放所造成的污染。因此，对破损的玻璃片上的Cd和Te应去除并回收，对损坏和废弃的组件应进行妥善处理，对生产中排放的废水、废物应进行符合环保标准的处理。目前各国均在大力研究解决CdTe薄膜太阳能电池发展的因素，相信上述问题不久将会逐个解决，从而使碲化镉薄膜电池成为未来社会新的能源成分之一。
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