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CdS/CdTe薄膜太阳能电池由于其高转化效率、性能稳定、成本低廉等优点得到了国际光伏界的广泛关注。其中CdS薄膜作为CdTe电池的N型层和窗口层，其质量直接影响CdTe薄膜的制备以及电池的光电转化效率和寿命。在制备CdS薄膜的众多方法中化学水浴法(CBD)由于其成本低廉、工艺简单且易于实现大规模生产而受到人们的重视。本论文主要研究了水浴法制各CdS过程中各参数对薄膜沉积的影响以及Cu掺杂对于CdS薄膜结构和性质的影响。
第一章首先介绍了太阳能电池的发展历史以及其工作的基本原理，然后介绍了CdTe薄膜太阳能电池的发展以及电池中各层薄膜的作用，最后简要介绍了CdTe薄膜太阳能电池中的背接触问题。
第二章用化学水浴法制备了CdS薄膜，研究了用不同镉源体系制备的CdS薄膜性质的差别，以及溶液pH值和水浴温度对薄膜沉积过程的影响。实验结果显示乙酸镉体系制备的CdS薄膜的性质优于硫酸镉体系。对化学浴沉积法制备CdS的工艺进行了改进。
第三章采用化学浴沉积法在FTO(Sn02:F)/Glass衬底上制备了Cu掺杂的CdS薄膜。用等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测得不同Cu掺杂浓度的薄膜中Cu/Cd原子比分别为0.5％、1.5％、5％。通过XRD、SEM、PL研究了Cu掺杂前后CdS薄膜的PL谱及晶体结构特征。Cu掺杂对于CdS薄膜的PL发光有明显的影响，主要使其PL发光淬灭。Cu在CdS中主要以替代方式占据Cd原子位置形成受主点缺陷CuCd。Cu掺杂会阻碍CdS在CdC12热处理过程中的再结晶，导致薄膜晶粒尺寸较小，结晶性变差。用Cu掺杂的CdS薄膜作为N-型层制备CdTe太阳能电池，Cu掺杂浓度增加时CdS/CdTe界面质量明显变差。同时Cu在CdS中形成的受主点缺陷CuCd会产生一个势垒，阻碍电子的传输，其I-V曲线会有明显的“Roll-Over”现象，导致电池转换效率和开路电压降低。