非晶硅薄膜电池

非晶硅（

amorphous silicon α-Si）又称无定形硅。单质硅的一种形态。棕黑色或灰黑色的

微晶体。硅不具有完整的金刚石晶胞，纯度不高。熔点、密度和硬度也明显低于晶体硅。

非晶

硅的化学性质比晶体硅活泼。可由活泼金属

(如钠、钾等) 在加热下还原四卤化硅，或用碳等

还原剂还原二氧化硅制得。结构特征为短程有序而长程无序的

α-硅。纯 α-硅因缺陷密度高而

无法使用。采用辉光放电气相沉积法就得含氢的非晶硅薄膜，氢在其中补偿悬挂链，并进行
掺杂和制作

pn 结。非晶硅在太阳辐射峰附近的光吸收系数比晶体硅大一个数量级。禁带宽度

1.7～1.8eV，而迁移率和少子寿命远比晶体硅低。现已工业应用，主要用于提炼纯硅，制造
太阳电池、薄膜晶体管、复印鼓、光电传感器等。

非晶硅薄膜电池的起源

非晶硅薄膜太阳能电池由

Carlson 和 Wronski 在 20 世纪 70 年代中期开发成功，80 年代

其生产曾达到高潮，约占全球太阳能电池总量的

20％左右，但由于非晶硅太阳能电池转化

效率低于晶体硅太阳能电池，而且非晶硅太阳能电池存在光致衰减效应的缺点：光电转换
效率会在头

1000 个光照时间内逐渐衰减到稳定状态，对薄膜电池的应用存在影响。

非晶硅薄膜电池的优
点
1

低成本

能量返回期短

大面积自动化生

产
6

高温性能好

短波响应优于晶体硅太阳能电池
单结非晶硅太阳

电池的厚度

0.2um 。

主要原材料是生产高
纯多晶硅过程中使用
的硅烷，这种气体，
化学工业可大量供应，
且十分便宜。目前晶
体硅太阳电池的基本
厚度多为

200um 以