非晶硅薄膜太阳能电池

   太阳能光伏发电作为一种应用洁净可再生能源的技术倍受人们关
注。迄今为止,太阳能电池材料的发展经历了三个阶段:第一代单晶
硅和多晶硅太阳能电池,它们是太阳能电池市场的主流产品;第二代
基于薄膜材料的太阳能电池,主要有非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜
电池、碲化镉薄膜电池、砷化镓薄膜电池以及铜铟硒薄膜电池等;
鉴于前两代太阳能电池存在的诸多不足,人们认为薄膜化、转换效
率高、原料丰富且无毒的太阳能电池应该是第三代太阳能电池的
研发方向。非晶硅薄膜太阳能电池若能解决转换效率低和稳定性
差的问题,则具备第三代太阳能电池的条件。因此,目前许多国家和
地 区 正 在 投 入 大 量 人 力 和 物 力 来 攻 克 这 两 大 难 题 。
　

　

1

、

非

晶

硅

电

池

特

点

　　非晶硅太阳能电池作为一种新型太阳能电池,其原材料来源广
泛、生产成本低、便于大规模生产,因而具有广阔的市场前景。它
具有较高的光吸收系数,在 0.4~0.75 m

μ

的可见光波段,其吸收系

数比单晶硅要高出一个数量级,比单晶硅对太阳能辐射的吸收率要
高 40 倍左右,用很薄的非晶硅膜(约 1 m

μ

厚)就能吸收约 80%有用

的太阳能,且暗电导很低,在实际使用中对低光强光有较好的适应,特
别适用于制作室内用的微低功耗电源,这些都是非晶硅材料最重要
的特点,也是它能够成为低价太阳能电池的重要因素。非晶硅薄膜
电池由于没有晶体硅所需要的周期性原子排列要求,可以不考虑制
备晶体所必须考虑的材料与衬底间的晶格失配问题,在较低的温度
(200℃左右)下可直接沉积在玻璃、不锈钢、塑料膜和陶瓷等廉价
衬底材料上,工艺简单,单片电池面积大,便于工业化大规模生产,同
时亦能减少能量回收时间,降低生产成本。另外,非晶硅的禁带宽度
比单晶硅大,随制备条件的不同约在 1.5~2.0eV 的范围内变化,这
样制成的非晶硅太阳能电池的开路电压高,同时,还适合在柔性的衬
底上制作轻型的太阳能电池,可做成半透明的电池组件,直接用做幕
墙和天窗玻璃,从而实现光伏发电和建筑房屋一体化。总之,非晶硅
薄膜电池具有生产成本低、能量回收时间短、适于大批量生产、
弱 光 响 应 好 以 及 易 实 现 与 建 筑 相 结 合 、 适 用 范 围 广 等 优 点 。