硅基薄膜太阳电池相关名词解析

硅基薄膜太阳电池：

是对所有以硅为主要材料的薄膜类太阳电池的总称，材料结构上包括非晶硅、微晶硅，电池
结构上包括非晶硅单结、非晶硅

/非晶硅双结叠层、非晶硅/微晶硅双结叠层电池，也包括以硅

为基础的各种合金材料和电池，例如非晶硅锗电池等等。

非晶硅太阳电池（

a-Si）：

非晶硅是由化学气相沉积的方法制备的，在真空室内通入硅烷（

SiH4）和氢气（H2），通

过等离子放电使气体分解，然后沉积在

200 度左右的玻璃或塑料、不锈钢等衬底上形成非晶

硅薄膜。非晶硅薄膜由于原子排列不整齐，而且存在许多硅的悬键，因此缺陷态非常多，使
得载流子迁移率较低，制备的器件效率也较低。所以，非晶硅太阳电池一般制成

pin 结构，i

层是吸光层，负责吸收光子产生电子、空穴对，

p、n 层形成内建电场，把生成的电子、空穴

对抽取出来输运到电极。另外，非晶硅太阳电池存在光劣化效应，电池效率存在较严重的衰
退，一般情况下初始效率衰退

20-25%才能达到稳定。

非晶硅叠层太阳电池（

a-Si/a-Si）：

由于非晶硅薄膜的缺陷态非常多，光照后产生的电子、空穴对很难被电极抽取出来，造成效
率较低。而且薄膜越厚，

p、n 层之间形成的内建电场越小，电子空穴越难被电极吸收，同时

薄膜越厚电池性能的衰退越大。而减少薄膜厚度虽然可以提高电子、空穴的抽取，但是吸收
层的减薄又会造成对太阳光的吸收不充分。因此，人们想出来一个办法，就是制备两个

pin

结，形成

pin/pin 这样的双层结构，两个 pin 结串联在一起，而每一个结的非晶硅薄膜可以

相对的减薄，从而提高电子空穴的收集效率，提高电池的稳定性。而两个

pin 结又可以起到

充分吸收阳光的作用。因此，双结非晶

/非晶硅薄膜电池比单结电池一般具有较高的效率和

稳定性。

微晶硅太阳电池

(uc-Si)：

微晶硅材料和电池的制备方法和非晶硅基本上是一样的，只是通过改变沉积参
数来改变沉积材料的结构，因此工艺基本上兼容（不过，目前国际上基本采用
甚高频

PECVD 法，也就是 VHF-PECVD 来获得微晶硅薄膜较高速率的沉积效

果，

VHF 技术在大面积制作时就需要对真空室和等离子馈入电极进行独特的设