具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

CdTe薄膜太阳能电池中，力图避免因CdTe与电极之间的肖特基结导致I-V曲线出现正向电压方向的饱和电流，期望实现高质量的欧姆接触。但是p型CdTe材料作为吸收层，其功函数较高(约5.4eV)，需要结合更高功函数的材料才能形成欧姆接触。金属接触材料中，Au具有较高的功函数和导电性能，但是材料成本高，不适用于大规模生产；Ni功函数较高，但由于是磁性材料且升华温度较高，设备成本较高，制备工艺难以大规模复制。当前的CdTe背接触研究中，功函数较高且电导性较好的碲化合物有A_xTe(A为Sb,Ni,Bi,Hg)，但由于导带与CdTe失配度大，存在较大的缺陷态密度，电子空穴容易在背接触复合，减小了开路电压。功函数较高的材料还有金属氧化物Y_xO(Y＝W,Ni,V,Al,Mo,Cu)，但是由于电阻率太大，会增加电池的串联电阻Rs，减小填充因子FF和转化效率Eff。相比于上述材料，铜掺杂仍然是目前提高CdTe电池光电转化效率的主要有效手段。

现有铜掺杂的CdTe背接触结构主要有两种：第一种是在CdTe背表面形成Cu_xTe层，降低CdTe与金属电极的背接触势垒。常用的方式有湿化学法掺杂形成Cu_xTe，或者采用PVD(物理气相沉积)分别镀Cu和Te，烧结后形成Cu_xTe，再与背电极Mo或者Au结合形成TCO/CdSe_xTe_1-x/CdTe/Cu_xTe/Mo(Au)结构，即Cu_xTe位于背电极层与CdTe层之间将二者连接；第二种是在CdTe背表面添加一层功函数较高的半导体薄层材料。采用PVD或者蒸发法，将功函数较高的半导体材料如ZnTe作为缓冲层，用来降低Cu扩散速率，再加上一层Cu掺杂的ZnTe作为空穴传输层，提高电流收集效率，与背电极Mo或者Au结合形成TCO/CdSe_xTe_1-x/CdTe/ZnTe/ZnTe:Cu/Mo(Au)结构，ZnTe:Cu代表掺杂Cu的ZnTe。

现有CdTe太阳电池的含Cu背接触结构，由于Cu与Te结合能较弱，且Cu原子半径较小，容易在CdTe电池晶界扩散，到达n型层造成PN结短路，降低了电池的光电效率；另外，Cu在CdTe电池内部存在不同的电荷形态，在光、热、电等情况下，Cu的扩散及电荷形态的变化会降低CdTe电池的性能稳定性。通过在CdTe与Cu源之间添加了薄薄的缓冲层，虽然可以在一定程度上提高电池的短期稳定性，但是Cu依然会穿过ZnTe进入CdTe，在CdTe晶界快速扩散，降低电池性能的稳定性，使其寿命缩短。

为了改善相关技术中采用含Cu背接触结构所导致的光电效率低、稳定性差的问题，本申请实施例提供一种薄膜太阳能电池及其制作方法，通过在背接触层中使用掺As的ZnTe层，来提高光电转换效率和性能稳定性。

图1为本申请一种实施例中薄膜太阳能电池010的剖面示意图。请参考图1，本实施例提供的薄膜太阳能电池010包括依次层叠设置的前电极层100、缓冲层200、吸收层300、背接触层400以及背电极层500。上述各层在图1中展示为从下至上依次重叠。在本申请实施例中，前电极层100与背电极层500与外部的用电设备(或蓄电设备、电网等)连通从而实现电力输出。

在本实施例中，前电极层100为TCO层，即透明导电氧化物层。前电极层100作为薄膜太阳能电池010的正面，用于朝向阳光，要求其具有较高的透光性和导电性，用于收集电子。前电极层100的导电性是出于作为电极的需要，其透光性是为了使阳光能够穿透前电极层100，到达后面的吸收层300进行光电转换。

TCO层的材料可以是氧化物、掺杂氧化物或者混合氧化物，比如In₂O₃、ZnO、CdO、ITO、IZO、GZO、AZO、SnO₂:F、TiO₂:Ta、In₂O₃-ZnO、CdIn₂O₄、Cd₂SnO₄、Zn₂SnO₄等。

在本实施例中，缓冲层200与前电极层100直接接触，属于N型层，用于优化能带结构，具有较高的光透过率。在本实施例中，选用SnO₂层作为缓冲层200。在可选的其他一些实施例中，也可以不设置缓冲层200，令前电极层100与吸收层300直接接触。

在本实施例中，吸收层300包括重叠设置的CdSe_xTe_1-x层320和CdTe层310，其中，CdSe_xTe_1-x层320与缓冲层200接触，CdTe层310与背接触层400接触。吸收层300呈梯度分布的禁带宽度能提高长波段光吸收效率。

本申请实施例的背接触层400包括与背电极层500接触的掺As的ZnTe层410。在本实施例中，背接触层400还包括ZnTe本征层420，ZnTe本征层420的两侧分别接触掺As的ZnTe层410与吸收层300(即直接接触CdTe层310)，掺As的ZnTe层410与CdTe层310之间起到缓冲作用。ZnTe本征层420的价带与CdTe相近，便于空穴的传输，导带比CdTe高出0.8eV，对电子具有反射作用，减小了电子空穴在背接触的复合。在本申请另一些实施例中，ZnTe本征层420也可以用少量掺Ag的ZnTe层来替代，也即，掺Ag的ZnTe层的两侧分别接触掺As的ZnTe层410与吸收层300，起到缓冲作用。在掺Ag的ZnTe层中，Ag的掺杂量可选为100～300ppm。

相比于掺杂Cu的ZnTe层(形成的少量CuTe)，掺As的ZnTe层410中As替位Te形成的Zn₃As₂结合能为140eV，比CuTe结合能高，因此As掺杂使背接触层400的材料更加稳定，不易扩散到吸收层300，从而提高CdTe太阳能电池性能的长期稳定性。因此，本申请实施例中的背接触层400能够在实现高质量的欧姆接触，保证空穴有效传输的同时，保证电池性能的长期可靠性。

在本实施例中，背电极层500包括依次层叠设置的MoO_x层510、Al层520和Cr层530，MoO_x层510与背接触层400接触。MoO_x层510具有较高的功函数，便于空穴传输，Al导电性好，且成本较低，Cr抗氧化性较好，能承受较高的退火温度。当然，背电极层500的结构不限于上述形式，也可以采用现有的其他结构。

图2为本申请另一种实施例中薄膜太阳能电池010的剖面示意图。如图2所示，在可选的实施例中，背接触层400也可以仅包含掺As的ZnTe层410，不设置ZnTe本征层420或者掺Ag的ZnTe层，直接令掺As的ZnTe层410与吸收层300、背电极层500接触。

除上述实施例介绍的结构之外，本申请实施例提供的薄膜太阳能电池010还可以包括更多的结构，比如在前电极层100表面设置的玻璃基板，能够起到保护作用，同时满足透光需求。

图3为本申请一种实施例中提供的薄膜太阳能电池的制作方法的流程图。请参照图3，本申请实施例提供的薄膜太阳能电池的制作方法可用于制作本申请上述实施例提供的薄膜太阳能电池010，具体包括以下步骤：

步骤S100，在基板上制作前电极层。

以制作图1实施例提供的薄膜太阳能电池010为例。首先获取一基板，该基板可以是透明的玻璃基板。然后，利用磁控溅射法在基板上制作TCO层以得到前电极层100。

步骤S200，利用磁控溅射法在前电极层上制作用于连接前电极层和吸收层的缓冲层，缓冲层为SnO₂层。

在可选的其他一些实施例中，若不需要设置缓冲层200，则可以省略步骤S200。

步骤S300，利用热蒸发法制作吸收层，吸收层位于前电极层的上方，吸收层包括CdTe层。

以制作图1实施例提供的薄膜太阳能电池010为例。该步骤S300具体包括：

步骤S310，利用热蒸发法制作CdSe_xTe_1-x层；

步骤S320，利用热蒸发法在CdSe_xTe_1-x层上制作CdTe层，以得到吸收层。

可以理解，在设置了缓冲层200的情况下，CdSe_xTe_1-x层320直接蒸镀到缓冲层200表面上；如果不设置缓冲层200，可以直接将CdSe_xTe_1-x层320蒸镀到前电极层100的表面。

步骤S400，利用热蒸发法或者磁控溅射法在CdTe层上制作背接触层，背接触层包括掺As的ZnTe层。

具体的，步骤S400可以进一步包括：

步骤S410，利用热蒸发法或者磁控溅射法在CdTe层上制作ZnTe本征层或者掺Ag的ZnTe层；

步骤S420，利用热蒸发法或者磁控溅射法在ZnTe本征层或者掺Ag的ZnTe层上制作掺As的ZnTe层，以得到背接触层。

具体在制作图1实施例中的薄膜太阳能电池010的过程中，在制作掺As的ZnTe层410之前首先在CdTe层310上制作ZnTe本征层420；在可选的其他实施例中，ZnTe本征层420可以被掺Ag的ZnTe层替代，甚至直接省略。如果省略步骤S410，那么步骤S420中制作掺As的ZnTe层410的步骤应该直接在CdTe层310上进行。

步骤S500，在掺As的ZnTe层上制作背电极层。

具体在本实施例中，该步骤包括利用磁控溅射法在掺As的ZnTe层410上依次制作MoO_x层510、Al层520和Cr层530以得到背电极层500。当然，如果其他实施例中背电极层500采用了不同的结构，那么该步骤应调整为对应的方法来实现背电极层500的制作。

综上所述，本申请实施例提供的薄膜太阳能电池010中，吸收层300包括与背接触层400接触的CdTe层310，背接触层400包括与背电极层500接触的掺As的ZnTe层410。通过引入掺杂As的ZnTe层，来代替Cu掺杂，能够改善因Cu扩散导致的PN结质量下降，光电转换效率低的问题。相比于Cu掺杂，As替位Te形成Zn₃As₂结合能较高，为140eV。因此As掺杂能够使背接触层400更加稳定，不易扩散到电池吸收层300，从而提高薄膜太阳能电池010性能的稳定性，使其具有更长的使用寿命。

本申请实施例还提供一种薄膜太阳能电池的制作方法，用于制作上述的薄膜太阳能电池010。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。