超高效率。 大面积光伏纳米电池年瑞士博士领导的研究小组，用纳 米粉水溶液作涂料，和含有过渡族金属有机物的多种染料及玻璃等材料制 作出微晶染料敏感太阳能电池，简称纳米电池。计算表明，可制造出转换效率至 少为的低成本电池。这种电池为大面积应用于建筑物外表面提供了广阔的 前景。 随着研发投入的加大，必将促使其中二种获得突破，正如专家断言，只 要有二种新型电池取得突破，就会使光电池局面得到极大的改善。 随着光电化学及光伏技术和各种半导体电极试验的发展，使得太阳能制氢成 为氢能产业的最佳选择。世纪年代在太阳能制氢方面获得了较大进展， 年德国建成座太阳能制氢示范厂，沙特阿拉伯已建成发电能力为 的太阳能制氢厂。印度于年推出了项制氢计划，投资万美元，在每 年有个晴天的塔尔沙漠中建造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。 非晶硅太阳能电池般是用高频辉光放电等方到左右，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教授采用液相外延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 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。 化学气相沉积主要是以或为反应气体，在 定的保护气氛下反应生成硅原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。但多晶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 太阳面高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。但多晶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延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 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 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，并且也易于大规装作业