1、 系太阳能电池系列太阳能电池太阳能电池系列 太阳能电池和系列太阳能电池。上述电池中，尽管多晶薄膜电池 的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规 模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳 能电池最理想的替代。 及系列薄膜电池由于具有较高的转换效率受到人们的普遍重 视。属于族化合物半导体材料，其能隙为，正好为高吸收率太 阳光的值，因此，是很理想的电池材料。等化合物薄膜电池的制备 主要采用和技术，其中方法制备薄膜电池受衬底位错 反应压力比率总流量等诸多参数的影响。 除外，其它化合物如等电池材料也得到了开发。 年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的太阳能电池转换效率为 ，为欧洲记录。首。
2、的材料 成本在全部生产成本中占据主导地位。要真正达到大规模利用太阳能电池的目 标，降低材料的成本就成为降低光伏电池成本的主要手段。以至于使得人们不惜 以牺牲电池的转换效率为代价来开发薄膜电池。第二代太阳能电池是基于薄膜技 术的种太阳能电池。构成薄膜太阳能电池的材料有很多种，主要包括多晶硅 非晶硅碲化镉以及铜铟硒，其中以多晶硅薄膜太阳能电池性能最优。第三代太 阳能电池是世纪以来的主要发展方向，主要本着以提高光电转换效率和降低 生产成本为根本目标进行研发。目前投入应用的主要有叠层太阳能电池纳米太 阳能电池玻璃窗式太阳能电池等结构。 太阳能电池的分类 按应用可将太阳能电池分为空间用太阳能电池与地面用太阳能电池。地面用太阳能电池又可分为电源用太。
3、 方向。 非晶硅由于其内部结构的不稳定性和大量氢原子的存在，具有光疲劳效应 效应，故非晶硅太阳能电池经过长期工作稳定性存在问 题。近年来经努力研究，虽有所改善，但尚未彻底解决问题，故作为电力电 源，尚未大量推广。非晶硅太阳能电池的研究，现在主要着重于改善非晶硅膜本 身性质，以减少缺陷密度，精确设计电池结构和控制各层厚度，改善各层之间的界面状态，以求得高效率和高稳定性。 化合物半导体太阳能电池 化合物半导体太阳能电池突破了由硅原料硅锭硅片太阳能电池的工艺路 线，采用直接由原材料到太阳能电池的工艺路线，发展了薄膜太阳能技术，这适 应了太阳能电池的高效率低成本大规模生产化发展的要求。 目前，化合物半导体薄膜太阳能电池的主要类型有系太阳能电池 。
4、底上很难形成较大的晶粒，并且容易在 晶粒间形成空隙。解决这问题办法是先用在衬底上沉积层较薄的非晶 硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的 多晶硅薄膜，因此，再结晶技术无疑是很重要的个环节，目前采用的技术主要 有固相结晶法和中区熔再结晶法。多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外，另外 采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术，这样制得的太阳能电池转换效率 明显提高。德国费莱堡太阳能研究所采用区熔再结晶技术在衬底上制得的 多晶硅电池转换效率为，日本三菱公司用该法制备电池，效率达。 液相外延法的原理是通过将硅熔融在母体里，降低温度析出硅膜。 美国公司采用制备的电池效率达。我国光电发展技术中 心的陈哲良教授采用液相外。
5、晶硅材料和相关的成热的加工处理工 艺基础上的。现在单晶硅的电池工艺己近成熟，在电池制作中，般都采用表面 织构化发射区钝化分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻 槽埋栅电极单晶硅电池。提高转换效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺 杂工艺。在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。 该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把 厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合，通过改进了的电镀过程增 加栅极的宽度和高度的比率通过以上制得的电池转换效率超过，最大值可 达。公司制备的大面积单晶硅太阳能电池转换效率为，国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开 发，研制的平面高。
6、硅太阳能电池的光电转化效率较低， 目前商业化电池的效率仅为左右。实验室最高效率达到，为德国研究 机构获得。具有代表性的商品有等公司生产的产品。 人们从年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜，但由于生长的硅 膜晶粒大小，未能制成有价值的太阳能电池。为了获得大尺寸晶粒的薄膜，人们 直没有停止过研究，并提出了很多方法。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学 气相沉积法，包括低压化学气相沉积和等离子增强化学气相沉积 工艺。此外，液相外延法和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。 化学气相沉积积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。 化学气相沉积主要是以或为反应气体，在 定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上，衬底材料般选用等。但研究发现，在非硅衬。
7、阳能电池与消费电子产品用太阳能电池。对每种太 阳能电池的技术经济要求不同。空间用太阳能电池要求耐辐射转换率高单位 电能所需的重量小地面电源用太阳能电池要求发电成本低转换效率高消费 电子用太阳能电池则要求薄而小可靠性高等。 根据所用材料的不同，太阳能电池主要可分为硅系太阳能电池化合物半导 体太阳能电池和染料敏化纳米晶化学太阳能电池。下面主要按这种分类来介绍太 阳能电池。 硅系太阳能电池 单晶硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池是开发最早发展最快的类太阳能电池，目前单晶硅太 阳能电池的光电转换效率为左右，最大已达到，为澳大利亚新南威尔 士大学创造并保持。代表性的单晶硅电池商品主要有荷兰，西班牙 ，印度等厂家。 高性能单晶硅电池是建立在高质量。
8、法在冶金级硅片上生长出硅晶粒，并设计了种类 似于晶体硅薄膜太阳能电池的新型太阳能电池，称之为硅粒太阳能电池，但 有关性能方面的报道还未见到。 从石英砂制备单晶硅和多晶硅太阳能电池的工艺流程如下图所示。 图从石英砂到晶硅太阳能电池的工艺流程 非晶硅太阳能电池 非晶硅太阳能电池的优势是硅资源消耗少生产成本低，近年来发展迅速。 目前非晶硅单结电池的最高效率已可达到左右，大量生产的可达到左右。叠层电池的最高效率可达到。比较代表性的非晶硅电池生产厂 家有德国，日本和美国。 由于非晶硅对太阳光的吸收系数大，因而非晶硅太阳能电池可以做得很薄， 通常硅膜厚度仅为，是单晶硅或多晶硅电池厚度左右的， 所以制作非晶硅电池资源消耗少。 非晶硅太阳能电池。
9、太阳能电池的半导体材料，具有价格低廉性能良好和工艺简单等 优点，将成为今后发展太阳能电池的个重要方向。唯的问题是材料的来源， 由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展又必然受到限制。 染料敏化纳米晶化学太阳能电池 受到绿色植物光合作用的启发，纳米晶材料太阳能电池于世纪年代诞 生。有人称这种纳米晶太阳能电池为人造树叶，也有人称其为分子电子器件。 目前纳米晶太阳能电池的光电转换效率为，使用寿命可达年以上，加上 它的成本仅为硅太阳能电池，纳米晶太阳能电池引起了全世界的关注。 纳米晶化学太阳能电池简称电池是种光电化学电池，它与自然界 的光合作用有两点相似利用有机染料吸收光和传递太阳能利用多层结构来吸 收和提高收集效率。 纳米晶化学太。
10、制备的电池转换效率为。另外，该研 究所还采用堆叠结构制备，电池，该电池是将两个的电池堆叠在 起，作为上电池，下电池用的是，所得到的电池效率达到。 铜铟硒简称。材料的能降为，适于太阳光的光电转换，另外，薄膜太阳能电池不存在光致衰退问题。因此，用作高转换效 率薄膜太阳能电池材料也引起了人们的注目。 电池薄膜的制备主要有真空蒸镀法和硒化法。真空蒸镀法是采用各自的 蒸发源蒸镀铜铟和硒，硒化法是使用叠层膜硒化，但该法难以得到组成 均匀的。薄膜电池从年代最初的转换效率发展到目前的左右。 日本松下电气工业公司开发的掺镓的电池，其光电转换效率为面 积。年美国可再生能源研究室研制出转换效率为的太阳 能电池，这是迄今为止世界上该电池的最高转换效率。 作为。
11、效单晶硅电池转换效率达到，刻槽埋栅 电极晶体硅电池转换效率达。 单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的，在大规模应用和工业生产中仍占 据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶 硅成本价格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困难的。为了节省高质量材 料，寻找单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳能电池，其中多晶硅薄膜 太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。 多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的主要优势是降低成本。由于单晶硅太阳能电池需要高纯 硅材料空间太阳能电池用硅材料纯度，地面太阳能电池用硅材料纯度 ，其材料成本占电池总成本的半以上。相比之下，多晶硅电池材料制备 方法简单耗能少，可连续化生产。但多。
12、般是用高频辉光放电等方法使硅烷气体分解沉 积而成的。由于分解沉积温度低左右，因此制作时能量消耗少，成本 比较低，且这种方法适于大规模生产，单片电池面积可以做得很大例如 ，整齐美观。非晶硅电池的另特点是对蓝光响应好，在般的荧光灯 下也能工作，因此被广泛用作电子计算器和手掌电脑的电源，估计全世界使用量 达到每月千万片左右。 非晶硅中由于原子排列缺少结晶硅中的规则性，往往在单纯的非晶硅 结构中存在缺陷，隧道电流占主导地位，无法制备太阳能电池。因此要在层与 层之间加入较厚的本征层，以扼制其隧道电流，所以非晶硅太阳能电池般 具有结构。如果制成的多层结构便形成叠层结构，在提高非晶 硅太阳能电池的转换效率和改善稳定性方面，叠层太阳能电池是个重要的发展。
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