膜厚度不到

1µm，昂贵的纯硅材料用量很少。制作工艺为低温工艺(100-300°C)，生产的

耗电量小，能量回收时间短。
  (2) 易于形成大规模生产能力。这是因为核心工艺适合制作特大面积无结构缺陷的 a-Si 合
金薄膜；只需改变气相成分或者气体流量便可实现

pn 结以及相应的叠层结构；生产可全

程自动化。
  (3) 品种多，用途广。薄膜的 a-Si 太阳能电池易于实现集成化，器件功率、输出电压、输出
电流都可自由设计制造，可以较方便地制作出适合不同需求的多品种产品。由于光吸收系数
高，暗电导很低，适合制作室内用的微低功耗电源，如手表电池、计算器电池等。由于

a-Si

膜的硅网结构力学性能结实，适合在柔性的衬底上制作轻型的太阳能电池。灵活多样的制造
方法，可以制造建筑集成的电池，适合户用屋顶电站的安装。
   尽管非晶硅是一种很好的太阳能电池材料，但由于其光学带隙为 1.7eV，使得材料本身
对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率。此外，
其光电转换效率会随着光照时间的延续而衰减，即所谓的光致衰退

S-W 效应，使得电池性

能不稳定。解决这些问题的途径就是制备叠层太阳能电池。叠层太阳能电池是在制备的

p-i-n

单结太阳能电池上再沉积一个或多个

p-i-n 子电池制得的。

    叠层型非晶硅太阳能电池的工作原理：由于太阳光光谱中的能量分布较宽，现有的任何
一种半导体材料都只能吸收其中能量比其能隙值高的光子。太阳光中能量较小的光子将透过
电池，被背电极金属吸收，转变成热能；而高能光子超出能隙宽度的多余能量，则通过光
生载流子的能量热释作用传给电池材料本身的点阵原子，使材料本身发热。这些能量都不能
通过光生载流子传给负载，变成有效的电能。因此对于单结太阳能电池，即使是晶体材料制
成的，其转换效率的理论极限一般也只有

25%左右(AM1.5)。若太阳光光谱可以被分成连

续的若干部分，用能带宽度与这些部分有最好匹配的材料做成电池，并按能隙从大到小的
顺序从外向里叠合起来，让波长最短的光被最外边的宽隙材料电池利用，波长较长的光能
够透射进去让较窄能隙材料电池利用，这就有可能最大限度地将光能变成电能，这样的电
池结构就是叠层电池，如图

4 所示: