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化合物半导体薄膜太阳电池的研究及制造是当今光伏领域的研究热点，CdS／CdTe多晶薄膜太阳电池是受到广泛重视的薄膜电池之一，它具有多晶薄膜、化合物半导体、异质结器件等基本特点，较为复杂，因而一些重要的问题未能得到很好的解决。 本文系统研究了CdS／CdTe多晶薄膜及其化合物半导体太阳电池的制备过程及其薄膜、电池的相关性能。从多晶薄膜异质结的基本特征出发，先研究了CdS、CdTe多晶薄膜的制备、后处理及性质的表征；之后对CdS／CdTe薄膜太阳电池的器件进行了系统研究，包括减反射膜、三元系过渡层、背接触层(ZnTe／ZnTe：Cu)、背电极的研究；而后建立了CdS／CdTe多晶薄膜及其太阳电池的物理模型，模拟计算了电池结构参数、薄膜性质参量对电池性能的影响，分析了限制CdS／CdTe薄膜太阳电池光电转换效率的主要因素；最后，在此基础上，制备出了性能优良的CdS／CdTe薄膜太阳电池。主要取得了以下创新性进展： 1．为了研究不同的反应溶液配方对实验结果的影响，本实验采用了三组(高、中、低)不同浓度的溶液配方进行CdS多晶薄膜的制备。使用SEM、XRD等测试方法，考察了化学水浴(CBD)法中不同浓度的溶液配方的CdS沉积效摘要果;进而选用最好的配方形式(低浓度溶液)在三种TCO衬底(载玻片、ITC玻片和SnO:玻片)上沉积CdS多晶薄膜。 2.在CBO法中，由于衬底的表面粗糙程度的不同，对Cds薄膜的吸附效果差异较大，其中以最粗糙的SnOZ玻片衬底效果最佳，沉积膜最均匀密实，其次为玻片、ITO玻片。值得一提的是，沉积在HO玻片上的CdS膜多呈六方相，而沉积在玻片上的CdS膜多呈立方相:然而，采用真空蒸发法制备的CdS薄膜，无论衬底是玻片，还是ITO玻片，其沉淀相均为六方相。 3.通过比较CBD法和真空蒸发法，在不同衬底上沉积的CdS薄膜的结构、形貌及性能的差异，我们最终采用CBD法在SnO:玻片衬底上成功地制备出性能优良的CdS多晶薄膜，膜厚控制在800一15O0A。 4.对Cds多晶薄膜进行退火，是CdS/CdTe多晶薄膜太阳电池制备过程中的一个环节。通过对比有无CdC12退火的情况，发现CdC12促进了晶体结构的变化和杂峰的出现。退火后，CdS的立方相被破坏，透过率降低。基于以上的研究，我们现在的正规电池制备过程中已取消了对CdS薄膜的热处理这一步骤。 5.在制备CdTe薄膜的近空间升华(CSS)法中，需要使用CdTe源。通常使用CdTe/石英源。由于大面积的平整石英加工较为困难，我们拟用石墨代替石英做源片。本文使用CdTe/石墨源代替CdTe/石英源，为后期的大面积制备打下基础。现己用CdTe/石墨源成功地制备出优良的CdTe多晶薄膜和较高效率(超过12.396)的太阳电池。 6.使用CSS法制备CdTe多晶薄膜的原理在于，CdTe在一定温度下的升华和凝华过程。本文确定了CdTe在ZkPa的氧氢气氛下，其升华温度在470℃左右，并由此修正了长期以来沉积速率计算上的偏差。 7.确定了CdS在ZkPa的氧氢气氛下，其升华温度在630℃左右，从而确定当源上的CdTe升华分解为Cd、TeZ时，衬底上的CdS仍然稳定。 8.从理论和实验两方面解决了CdTe薄膜上的小沙眼的问题。首次指出所充入的反应气体的氧分压(PoZ)是产生小沙眼的主要原因。 9.在上述研究的基础上制备出CdS/CdTe电池，连续创造了国内化合物半导体薄膜太阳电池的转换效率的最高记录。现在，0.SCmZ电池的转换效率为13.38%;填充因子、开路电压单项指标分别达到了73.1%和860mV，接近国外摘要CdTe太阳电池的领先水平。 10.对高效率薄膜太阳电池作了一个前瞻性的介绍。提出了零带差超晶格的概念。不同的半导体能带结构有着不同的光吸收和载流子跃迁形式，其中的超晶格，特别是价带和导带差(几乎)为零的零带差超晶格，有中间能带和更多的跃迁形式，从而有利于提高光采集率，并最终提高太阳电池的光转换效率。关键词:CdS多晶薄膜CdTe多晶薄膜太阳电池