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光电转化材料的研究和应用光电转化材料是一种将光能转化为电能或将电能转化为光能的材料。
在现代工业和科学技术中，光电转化材料的应用广泛，并且在能源领域和环境保护领域有着非常重要的作用。
一、光电转化材料的分类光电转化材料根据其不同的属性和用途，可以分为多种种类。
光电转化材料的分类如下：1.光伏材料：光伏材料是将太阳辐射转换成电能的材料，其主要成分为半导体材料，其中最常用的是硅、锗、铜铟镓硫化物和有机材料等。
2.光催化材料：光催化材料是将光能转换成化学能的材料，其主要成分为纳米晶、二氧化钛和其他金属氧化物等。
3.LED材料：LED材料是将电能转换成光能的材料，其主要成分为半导体材料，其中最常用的是氮化镓、磷化铝、氮化铝等。
二、光伏材料的研究和应用光伏材料是最广泛应用的光电转化材料之一，其原理是通过太阳能电池将光能直接转化为直流电，并存储在电池中。
光伏材料的应用非常广泛，不仅可以用于为家庭或企业提供电力，还可以用于太空、船舶、移动办公室等领域的电力供应。
此外，太阳能电池板还能作为太阳能灯、太阳能汽车等领域的重要组成部分。
近年来，科技人员也在不断研究和改进太阳能电池技术，试图提高太阳能电池的效率，减少生产成本，为人们提供更加高效、可靠、安全的太阳能电池。
三、光催化材料的研究和应用光催化材料将光能转换为化学能，其应用非常广泛。
光催化材料可以用于工业领域、环境保护领域、生态农业等领域。
1.工业领域工业领域中，光催化材料可以用于制造高效催化剂、催化反应、清洁污染物等方面。
其中，光催化材料的应用可以大大提高化学反应的效率和速度，节省大量的时间和能源，有利于工业的可持续发展。
2.环境保护领域在环境保护领域，光催化材料的应用越来越重要。
该材料可以用于水净化、空气净化、土地修复等领域。
例如，通过光催化技术可以有效清除大气中的有害气体，提高空气质量；通过光催化技术可以将水中有害物质转化为无害物质，提高水质。
3.生态农业除此之外，光催化材料还可以应用于生态农业等方面。
有机异质结太阳能电池研究进展有机异质结太阳能电池是一种新型的光电转换器件，由有机半导体材料和无机半导体材料组成。
它具有制备简单、成本低廉、可柔性化和透明化等特点，被广泛认为是未来太阳能电池的发展方向之一、本文将介绍有机异质结太阳能电池的研究进展，包括结构设计、材料选择与优化、性能提升策略以及应用前景等方面。
一、有机异质结太阳能电池的结构设计有机异质结太阳能电池的结构一般由透明导电玻璃基底、有机电子传输层、有机光吸收层、无机电子传输层和金属电极等组成。
其中，有机光吸收层是整个器件的关键部分，它能够吸收光能，并将其转化为电能。
对于结构设计，需要在光吸收层和电子传输层之间形成一个能够有效分离电子和空穴的界面，从而提高光电转换效率。
二、有机异质结太阳能电池的材料选择与优化有机光吸收材料是有机异质结太阳能电池的关键材料之一，其光吸收性能、电子传输性能和稳定性等特性直接影响器件的光电转换效率。
研究人员通过合理选择有机材料，如聚合物、过渡金属配合物和有机-无机杂化材料等，来改善器件的性能。
此外，还可以通过调控材料的分子结构、掺杂和界面改性等手段，进一步提升器件的性能。
三、有机异质结太阳能电池的性能提升策略为了提高有机异质结太阳能电池的光电转换效率，研究人员采取了多种策略。
例如，引入介质层或增加界面的修饰层，可以改善电子传输和光吸收的效果。
同时，采用光谱调控、界面优化和器件结构优化等技术，也能够提高器件的光电转换效率。
此外，还可以通过多接合异质结或向复合材料发展等方法，提高器件的稳定性和可靠性。
四、有机异质结太阳能电池的应用前景综上所述，有机异质结太阳能电池是一种具有广泛应用前景的光电转换器件。
通过不断优化材料选择、结构设计和性能提升策略，有机异质结太阳能电池的光电转换效率和稳定性将得到进一步提高。
预计在未来几年，有机异质结太阳能电池将成为太阳能领域的重要研究方向之一。
光热转换材料的制备与光电性能研究概述光热转换材料是指能将光能转化为热能的物质。
它在太阳能利用、环境保护和新能源开发等领域具有广泛的应用前景。
近年来，研究者们对光热转换材料的制备方法和光电性能进行了深入的研究。
本文将探讨光热转换材料的制备过程以及它们的光电性能。
一、光热转换材料的制备方法1. 化学合成法化学合成法是目前最常用的制备光热转换材料的方法之一。
通过控制反应条件和配比比例，可以合成出具有良好光热转换性能的材料。
例如，通过水热合成法可以制备出具有优异光热性能的纳米材料，其制备过程简单、经济高效。
2. 物理方法物理方法是光热转换材料制备的另一种重要途径。
其中，真空蒸发、溅射沉积、激光烧结等方法被广泛应用于光热转换材料的制备过程中。
这些物理方法能够控制材料的结构和形貌，从而影响其光电性能。
3. 生物合成法生物合成法是一种新兴的制备光热转换材料的方法。
通过利用昆虫、植物、细菌等生物体对金属离子和化合物的还原和铺排能力，可以制备出优质的光热转换材料。
生物合成法具有环境友好、低成本的特点，在未来的研究中将会有更多的应用。
二、光热转换材料的光电性能研究1. 热导率的研究热导率是衡量光热转换材料性能的重要指标之一。
通过改变材料的组分、微观结构和晶格缺陷等因素，可以调控材料的热导率。
此外，还可以通过掺杂、表面修饰等手段来提高材料的光热转换效率。
2. 光吸收性能的研究光吸收性能是影响光热转换材料效率的关键因素之一。
研究者们通过改变材料的能带结构、维度和尺度，以及控制材料的界面特性等手段，实现对材料光吸收性能的调控。
此外，利用表面等离子体共振效应等方法，还可以提高材料对特定波长光源的吸收效率。
3. 光热转换效率的研究光热转换效率是评估光热转换材料性能的重要指标之一。
通过设计合适的光热转换体系，如红外吸收剂、耐高温材料等，可以提高材料的光热转换效率。
此外，还可以通过结构调控和界面工程等手段来改善材料的光热转换效率。
光电转换器件材料与制备技术研究光电转换器件（Photovoltaic Devices）是指能够将光能转化为电能的电子设备，也是太阳能电池的基础原理。
近年来，随着能源环境问题的日益严峻，光电转换器件已经成为新型清洁能源的代表技术，其在光伏、太阳能等领域得到了广泛应用，并且在未来的市场中还将有更加广泛的应用前景。
本文将重点介绍光电转换器件的材料与制备技术研究现状及未来发展方向。
一、光电转换器件常用材料1.硅材料硅材料是目前最常用的光电转换器件材料之一，主要是由于其具有良好的半导体特性并且能够制备成大面积的薄片，其转换效率也相对较高。
但是，硅材料也有其缺点，例如制备成本较高、对光谱范围较为敏感等等。
因此，研究人员在不断努力寻找新的光电转换器件材料，以弥补硅材料的缺点。
2.铜铟镓硒材料铜铟镓硒材料是一种具有很高光电转换效率的新型光电转换器件材料。
该材料结构简单且容易制备，同时能够实现全固态设备，而且其在高温、高湿等恶劣环境下的稳定性也较好。
因此，近年来，铜铟镓硒材料已经成为光电转换器件领域的热点之一。
3.钙钛矿材料钙钛矿材料是一种由钙、钛、氧等元素组成的化合物，其晶体结构原理类似于半导体材料。
钙钛矿材料具有很高的光吸收率以及较高的电子迁移速率，因此在理论上光电转换效率可以达到50%以上，而且能够制备成非常薄且柔性的结构。
因此，钙钛矿材料也被认为是未来光电转换器件材料的重要方向之一。
二、光电转换器件制备技术1.传统制备技术传统的光电转换器件制备技术主要包括沉积法、溅射法、化学气相沉积法等等。
这些制备技术能够实现对硅材料等传统材料的制备，但是对于新型的铜铟镓硒、钙钛矿等材料则需要更加先进的技术。
2.新型制备技术随着新型光电转换器件材料的不断涌现，研究人员也不断开发出一些新型制备技术。
例如：薄膜制备技术、纳米技术等。
这些技术具有制备精度高、材料结构好、生产成本低等优点，并且能够制备出更为高效的光电转换器件。
三、未来发展方向随着光电转换器件材料与制备技术的不断发展，其未来发展方向将会越来越多样化，同时也将会更加注重环保、绿色、低碳等方面的发展。
收稿日期：2009－12－07基金项目：国防科技大学校预研项目（JC08－01－06）作者简介：郑春满，1976年出生，博士，副教授．主要从事能源材料研究。
E －mail ：zhengchunman@sohu．com 薄膜太阳能电池光电转换材料研究进展郑春满郭宇杰谢凯韦永滔（国防科技大学航天与材料工程学院，长沙410073）文摘在对太阳能电池基本原理进行介绍的基础上，综述了近年来光电转换材料的发展情况，重点对各种材料的优缺点、制备方法以及未来的发展趋势进行探讨。
关键词太阳能电池，薄膜，光电转换材料，转换效率Recent Progress in Developing Photoelectric ConversationMaterials for Thin-Film Solar CellsZheng ChunmanGuo YujieXie KaiWei Yongtao（Department of Material Engineering and Applied Chemistry ，School of Aerospace ＆Materials Engineering ，National University of Defense Technology ，Changsha 410073）Abstract The photoelectric conversation materials are the key part ，which decides the conversation efficiency ofthe thin-film solar cells．The photoelectric conversation materials that can be used in the thin film solar cells mainly include inorganic semiconductor materials and organic materials．In the present paper ，the basic principle of thin film solar cells is introduced and the development of the two materials is reviewed．The advantage and disadvantage ，the preparation methods and the future trends of every material are discussed．Key words Solar cells ，Thin-film ，Photoelectric conversation materials ，Conversation efficiency1引言太阳能电池作为解决人类所面临的能源与环境问题的最佳选择，具有来源广泛、使用方便、无污染等优点，在航空、航天、通讯及微功耗电子产品等领域具有广阔的应用前景［1］，因而逐渐成为研究的重点方向和主流［2－3］。
光电转换技术进展及应用随着科技的飞速发展，光电转换技术在能源领域得到了广泛的关注和应用。
光电转换技术是通过将光能转化为电能的过程，可以帮助人类充分利用太阳能资源，降低对化石燃料的依赖，实现可持续发展。
本文将对光电转换技术的进展及应用进行探讨。
光电转换技术主要涉及太阳能电池，也被称为光伏电池。
太阳能电池是通过光生电效应将光能转化为电能的半导体器件。
过去几十年来，太阳能电池的效率不断提高，成本不断降低，使得太阳能成为一种可行的清洁能源。
目前，主流的太阳能电池技术主要包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。
单晶硅太阳能电池是目前最为成熟的太阳能电池技术之一。
它采用高纯度的硅单晶材料制成，具有高效率和较长的使用寿命。
然而，制造单晶硅太阳能电池的成本相对较高，限制了其大规模应用。
相比之下，多晶硅太阳能电池使用的是晶体结构不规则的多晶硅材料，因此成本较低。
然而，其效率相对较低。
薄膜太阳能电池则采用薄膜材料，如硅薄膜、铜铟镓硒薄膜等，具有灵活性和较低的成本，但其效率有待进一步提高。
除了太阳能电池，还有其他一些光电转换技术也呈现出了不同的应用前景。
例如，光热转换技术可以利用光能产生热能，用于太阳能热水器、太阳能发电站等领域。
此外，光学玻璃纤维传输技术可以将光信号转换为电信号，用于光纤通信系统，实现高速、高带宽的数据传输。
在应用方面，光电转换技术已经在许多领域得到了广泛的应用。
首先是太阳能发电领域。
随着技术的进步，太阳能电池的成本不断降低，效率逐渐提高，使得太阳能发电成为一种可持续发展的能源选择。
太阳能电池板可以被安装在屋顶、阳台等地方，为家庭和企业提供电能。
此外，光电转换技术还可以应用于户外照明、街道照明和交通信号灯等领域。
太阳能路灯可以利用白天蓄集的太阳能在晚上提供照明，减少能源消耗和污染排放。
此外，太阳能交通信号灯也可以利用太阳能供电，减少对传统电网的依赖。
光电转换技术还可以应用于无线充电领域。
太阳能光电、光热转换材料的研究现状与进展一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其开发利用已成为全球关注的焦点。
太阳能光电、光热转换材料作为太阳能利用的核心技术之一，其研究现状与进展对于推动太阳能产业的发展具有重要意义。
本文旨在全面梳理太阳能光电、光热转换材料的研究现状，分析当前的研究热点和难点，展望未来的发展趋势，以期为推动太阳能产业的可持续发展提供理论支持和实践指导。
本文将回顾太阳能光电、光热转换材料的发展历程，介绍其基本原理和分类，为后续的研究现状分析和进展讨论奠定基础。
重点分析太阳能光电转换材料，包括硅基材料、薄膜材料、钙钛矿材料等的研究现状，探讨其性能优化、成本降低以及产业化应用等方面的进展。
同时，对太阳能光热转换材料，如选择性吸收涂层、光热转换液体等的研究现状进行梳理，分析其在提高光热转换效率、稳定性以及应用领域拓展等方面的研究成果。
在此基础上，本文将深入探讨太阳能光电、光热转换材料研究中存在的问题和挑战，如材料性能瓶颈、制备工艺复杂、成本高昂等，并提出相应的解决策略和发展方向。
展望太阳能光电、光热转换材料的未来发展趋势，预测其在提高光电转换效率、降低成本、拓宽应用领域等方面的潜在突破，为太阳能产业的可持续发展提供新的动力。
通过本文的综述，旨在为读者提供一个全面、深入的太阳能光电、光热转换材料研究现状与进展的认识，为相关领域的研究人员和企业决策者提供有益的参考和借鉴。
二、太阳能光电转换材料太阳能光电转换材料是能够将太阳光直接转化为电能的材料，主要包括硅基材料、多元化合物薄膜材料、有机和聚合物材料以及染料敏化太阳能电池材料等。
随着全球对可再生能源需求的不断增长，太阳能光电转换材料的研究与应用日益受到重视。
硅基材料作为目前最成熟、应用最广泛的光电转换材料，经历了从单晶硅到多晶硅、再到薄膜硅的发展过程。
单晶硅太阳能电池转换效率高，但成本较高；多晶硅和薄膜硅则具有较低的成本和较好的应用前景。
有机太阳能电池研究现状与进展
有机太阳能电池是一种可以将太阳能转化为电能的光电转换器件，相比于传统的硅基太阳能电池，有机太阳能电池具有成本低、可塑性好、轻量化等优点，因此备受关注。
以下介绍有机太阳能电池的研究现状与进展：
1. 效率提高：过去十年来，有机太阳能电池的功率转换效率不断提高，目前已经达到了17%左右，接近商业化水平。
2. 新材料的发展：研究者在寻找更优秀的有机材料方面进行了大量尝试，包括聚合物、小分子有机化合物和混合材料等，以提高有机太阳能电池的效率、稳定性和可持续性。
3. 有机太阳能电池的稳定性：为了解决有机太阳能电池的稳定性问题，研究者设计了新型材料和界面，探究了各种稳定剂和先进封装技术。
4. 柔性有机太阳能电池：在光电转换效率较高的情况下，有机太阳能电池适合制作柔性器件，形态可塑性好，可以应用于更广泛的领域。
目前柔性有机太阳能电池的商业化应用仍处于起步阶段，但未来充满潜力。
总的来说，有机太阳能电池的研究不断取得进展，但与传统硅基太阳能电池相比仍面临诸多挑战，例如效率、稳定性和成本等。
未来需要进一步探究新材料和工艺，提高有机太阳能电池的性能和可应用性。
第45卷第11期2017年11月硅酸盐学报Vol. 45，No. 11November，2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.11.03 太阳能光电、光热转换材料的研究现状与进展王聪，代蓓蓓，于佳玉，王蕾，孙莹(北京航空航天大学物理学院太阳能物理实验室，北京 100191)摘要：重点探讨了太阳能光电、光热转换技术领域的材料研究现状与发展，主要包括光伏电池半导体材料和太阳光谱选择性吸收涂层光学材料膜系。
太阳电池材料的关键问题还是成本与光电转换效率，钙钛矿太阳电池的研究成为光伏电池新的研究热点。
太阳光谱选择性吸收涂层是太阳能光热利用领域的核心材料技术之一。
近年来，太阳能的中高温热利用，尤其是聚焦热发电技术，作为与光伏发电平行的另一种主流太阳能发电方式，成为人们日益关注的焦点。
另外，还阐述了中高温太阳光谱选择性吸收涂层在国内外的研究成果和最新进展。
关键词：太阳能；光伏电池；太阳能聚焦热发电；太阳光谱选择性吸收涂层中图分类号：TK519 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)11–1555–14网络出版时间：2017–10–09 13:56:00 网络出版地址：/kcms/detail/11.2310.TQ.20171009.1356.014.html Recent Development and Advance of Solar Photovoltaic Materials and PhotothermalConversion MaterialsWANG Cong, DAI Beibei, YU Jiayu, WANG Lei, SUN Ying(Center for Condensed Matter and Material Physics, Beihang University, Beijing 100191, China)Abstract: The research status and advance of solar photovoltaic materials and photothermal conversion materials, which mean semiconductor solar cell materials and solar spectral selective absorbing coatings, were reviewed. The main problems of solar cell materials are cost and photoelectric conversion efficiency (PCE). The investigation of perovskite solar cell becomes a new research hotspot. On the other hand, solar selective absorbing coating is one of the key material technologies of solar thermal utilization. In recent years, medium-high temperature heat utilization of solar energy, especially the technology for concentrated solar power (CSP) as another mainstream of solar energy generation, is becoming a focusing in parallel with photovoltaic power generation. Thus this paper also talks about the research results and recent development of high temperature solar selective absorbing coatings as an important content.Keywords: solar energy; photovoltaic cell; concentrated solar power; solar selective absorbing coating太阳能作为一种取之不尽的清洁能源成为人类开发的重要绿色能源之一。
碳纳米管/半导体纳米复合材料的光电化学特性及其应用光电转换材料（photoelectric conversion material）是指通过光生伏打效应将太阳能转换为电能的材料。
主要用于制作太阳能电池。
太阳是一个巨大的能源库，地球上一年中接收到的太阳能高达1.8×1018千瓦时。
研究和发展光电转换材料的目的是为了利用太阳能。
光电转换材料的工作原理是：将相同的材料或两种不同的半导体材料做成PN结电池结构，当太阳光照射到PN结电池结构材料表面时，通过PN结将太阳能转换为电能。
太阳能电池对光电转换材料的要求是转换效率高、能制成大面积的器件，以便更好地吸收太阳光。
已使用的光电转换材料以单晶硅、多晶硅和非晶硅为主。
用单晶硅制作的太阳能电池，转换效率高达20％，但其成本高，主要用于空间技术。
多晶硅薄片制成的太阳能电池，虽然光电转换效率不高（约10％），但价格低廉，已获得大量应用。
此外，化合物半导体材料、非晶硅薄膜作为光电转换材料，也得到研究和应用。
1简介光电化学过程是在光作用下的电化学过程，它是光伏电池，光电催化等实际应用的基础，是当前十分活跃的研究领域。
碳纳米管具有很高的热稳定性，良好的导电能力，大的比表面积，被认为是半导体纳米粒子的有效载体，其独特的一维结构可以为电子提供有效的传输路径。
碳纳米管与半导体材料复合，能实现碳纳米管和半导体在结构和性能上的协同，近年来在光电化学领域受到了广泛的关注。
本文基于国内外最新研究进展，结合本课题组的研究成果，综述了碳纳米管/ 半导体复合材料的光电协同作用机理及其在太阳能电池、光电催化降解污染物、光电协同分解水制氢领域中的应用光电化学过程是在光作用下的电化学过程，即分子、离子及固体等因吸收光使电子处于激发态而产生的电荷传递过程。
在很长时间里，光电化学的研究对象主要是溶液中光激发粒子在金属电极上的反应。
1991 年瑞士科学家O'Regan 在Nature 上报道了染料敏化半导体纳米结构电极实现了较高的光电转化效率。
太阳能光电转换材料的制备及研究进展陈泽伟西北工业大学11070901班摘要：本文在对太阳能电池基本原理进行介绍的基础上，综述了近年来光电转换材料的发展情况，重点对各种材料的优缺点、制备方法以及未来的发展趋势进行探讨。
关键词：太阳能电池，光电转换材料，转换效率Solar photovoltaic conversion Preparation andResearchChen ZeweiNorthwestern Polytechnical University11070901 classAbstract: In this paper, the basic principles of solar cells are described, based on the paper, the recent development of photoelectric conversion materials, focusing on the advantages and disadvantages of various materials, preparation methods and future trends are discussed.Key words: solar cells, photoelectric conversion materials, conversion efficiency.1、前言在20世纪的世界能源结构中，人类所利用的一次性能源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源。
这些化石能源本质上是数万年前甚至是更长时间以来太阳能辐射到地球上的一部分能源储存到古生物，经沧海桑田的变化而演化成今天地球上的能源矿藏。
经过人类数千年，特别是近百年的消费，这些化石能源已经被消耗了相当的比例。
随着经济的发展、人口的增加和社会生活水平的提高，未来世界能源消费量将持续增长，世界上的化石能源消费总量总有一天将会到达极限[1]。
太阳能电池作为解决人类所面临的能源与环境问题的最佳选择，具有来源广泛、使用方便、无污染等优点，在航空、航天、通讯及微功耗电子产品等领域具有广阔的应用前景［2］，因而逐渐成为研究的重点方向和主流。
太阳能电池，一种利用光生伏特作用直接将太阳能转换为电能的光电池，自问世以来，受各国专家的重视，且迅速发展。
因其具有众多优点，将在更多的领域中有广泛的应用。
因此，对其的组成及原理的研究有着极其重要的作用。
本文在对太阳能电池基本原理进行介绍的基础上，综述了近年来光电转换材料的发展情况，重点对各种材料的优缺点、制备方法以及未来的发展趋势进行探讨[3]。
2、太阳能电池的基本原理太阳能电池的基本原理［4］: 当电池的表面受到光照时，由于减反射膜的作用，入射光线小部分被反射，大部分进入光吸收层。
其中，能量大于禁带宽度的光子被吸收后，激发出光生载流子。
在电池内部产生的光生电子－空穴对扩散到PN 结并受结电场影响而分开。
太阳能电池的PN 结处存在一个由N 区指向P 区的内电场。
在N 区产生的光生空穴会向PN 结扩散，进入PN 结后，即被内电场推向P 区; 在P区产生的光生电子先向PN 结扩散，进入PN 结后，即被内电场推向N 区; 而在PN 结区附近产生的电子—空穴对，则立即被内电场分别推向N 区和P 区。
因此，在N 区积累了大量的光生电子，而P 区积累了大量空穴，在PN 结两侧出现了光生电动势。
若在两边的集电极间接上负载，则会产生光生电流。
如图1所示：图1 太阳能电池的基本工作原理3、太阳能电池材料3.1无机半导体材料3.1.1非晶硅非晶硅用作薄膜太阳能电池起始于20 世纪70年代。
1976 年，卡尔松等［5］利用非晶硅制备了薄膜太阳能电池，其小面积样品转换效率为2． 4%。
随后，非晶硅薄膜太阳能电池得到了迅速发展.非晶硅薄膜太阳能电池通常为P － I － N 偶及型式，如图2所示，P 层和N 层主要作为建立内部电场，I 层则由非晶硅构成。
非晶硅用作薄膜太阳能电池光电转换材料具有以下优点:（1）高光吸收能力，其吸光频率范围为1.1－1.7eV，因此，I 层厚度通常小于0.5μm，相对其他材料小得多；（2）相对于单晶硅，非晶硅薄膜太阳能电池制造工艺简单，能耗少;（3）可实现大面积、连续化生产; (4)可做成叠层结构，提高效率。
非晶硅薄膜材料的制备早期主要采用硅烷气体的辉光放电分解、溅射、光－化学气相沉积等方法。
目前，为了提高沉积速度，采用超高频法、等离子增强CVD 法、微波法和微波电子回旋共振CVD 法等。
图2 非晶硅薄膜太阳能电池的结构United Solar Ovonic［6］完成面积929cm2的a － Si薄膜太阳能电池，AM0转换效率达9.8%，采用减反射层可使小面积效率达12%；Iowa Thin Film Technologies［6］生产的a-Si集成太阳能电池面积达0.93m2，AM0 效率达到5%; 美国国家再生能源实验室［7］三结叠层( a －Si:H/a－SiGe:H/a－SiGe:H) 光谱分区吸收薄膜太阳能电池AM0 转换效率达到12%； Toledo大学［7］在7.5μm 不锈钢箔上制备柔性可卷单结a － Si 电池，转换效率为10.4%，比功率达1080W/kg; 日本的Ichikawa 等［8］使用柔性树脂薄膜衬底，利用卷带滚动化学气相沉积法在50cm×1km 的树脂基底上制备a－Si/a－SiGe 太阳能电池，效率达到10.1%。
中科院半导体所［9］研制的玻璃衬底非晶硅单结太阳能电池的效率达到11.2%; 南开大学［5］研制的双结a－Si电池组件( 20cm ×20cm) 效率达到9.2%。
虽然非晶硅薄膜太阳能电池得到了广泛的研究和应用。
但是，仍然存在着很多问题: (1)由于光致衰退效应( S-W 效应)存在，使得非晶硅薄膜太阳能电池在太阳光下长时间照射会产生效率的衰减，从而导致整个电池效率的降低；(2)制备过程中，非晶硅的沉积速率低，影响非晶硅薄膜太阳能电池的大规模生产；(3)后续加工困难，如Ag 电极的处理问题；(4)在薄膜沉积过程中存在大量的杂质，如O2、N2和C等，影响薄膜的质量和电池的稳定性。
针对以上问题，未来非晶硅薄膜太阳能电池的研究主要集中:(1)采用优质的底电池I 层材料；(2)向叠层结构电池发展，使用不同禁带宽度的I 层来做成多结的PIN 结构，可以更有效地吸收太阳能光谱以提高电池效率；(3)在保证效率的条件下，开发生产叠层型非晶硅太阳能电池模块技术。
3.1.2多晶硅为解决非晶硅薄膜太阳能电池的不足，人们采用多晶硅薄膜代替a－SiGe 作为底部电池的材料提高硅基薄膜太阳能电池的性能。
多晶硅用作薄膜太阳能电池光电转换材料具有以下优点: (1)在长波段具有高光敏性，对可见光能有效吸收，又具有与晶体硅一样的光照稳定性，是公认的高效、低耗的光伏器件材料；(2)无光致衰退效应，效率比非晶硅要高，而成本远低于单晶硅电池。
美国Astropower 公司［10］采用液相外延法制备的多晶硅薄膜太阳能电池的效率达到12.2%; Kaneka公司［11］设计的多晶硅薄膜电池的效率已达10.7%;Morikawa 等［11］制备出效率高达16% 的多晶硅薄膜太阳能电池; 日本三菱公司［11］制备的多晶硅薄膜太阳能电池效率达到16.4%; 德国费莱堡太阳能研究［11］所采用区域结晶技术在硅衬底上制备的多晶硅薄膜电池转换效率为19%。
河北保定英利集团生产的太阳能电池多晶硅电池片效率已达15%; 北京太阳能研究所［10］采用快速热CVD 技术，在模拟陶瓷衬底的电池效率达到10.1%。
多晶硅薄膜太阳能电池在提高电池效率、节约能源和大幅度降低成本方面都具有极其诱人的前景。
目前，国内由于对多晶硅薄膜材料的研究还不够深入，膜生长技术还在探索，薄膜多晶方式在原理上的研究还在探讨阶段，致使多晶硅薄膜太阳能电池还处于实验室阶段。
3.2其他无机材料其他无机材料包括碲化镉(CdTe),铜铟镓硒(CIGS)等。
CdTe 作为光电转换材料用于太阳能电池始于20世纪70年代，在单晶CdTe 上蒸发CdS 薄膜所制备的电池转换效率达到10%。
其后，Yamayushi等［12］在CdTe 单晶上外延沉积CdS，得到效率12%的太阳能电池。
CdTe 属于II － VI 族化合物，具有以下特点: (1)CdTe 带隙为1.5 eV，与太阳光谱很匹配，属于直接跃迁型，对可见光的吸收系数大于105/cm，厚度1μm的薄膜足以吸收大于CdTe 禁带能量的辐射能量的99%; (2)在500℃时为稳定的固相，高温下生成的CdTe 略富Te，Cd空位使其成为本征P型，作为吸收层，光生载流子正好是迁移率较高的电子;(3)CdTe或Cd 和Te 均可作为制备CdTe 薄膜的原料，高纯度CdTe 薄膜比较容易制备; (4)CdTe 键离子性强，导热性、化学稳定性好，性能不易退化。
CdTe 虽然是高效廉价的太阳能光电转换材料，但由于镉会对环境造成严重污染，组件和衬底材料成本太高，占总成本的53%，远高于半导体材料的5.5%，而且碲的天然储量有限。
因此，这种薄膜太阳电池难以大批量生产，目前主要用于空间等特殊环境。
未来，CdTe薄膜太阳能电池的发展必须研究相应的Cd废料处理与回收技术。
自1974 年Bell 实验室开发出单晶CuInSe2以来，CuInSe2材料引起了光伏界的关注。
CuIn1－xGaxSe2( CIGS) 是一种I－III－VI 族三元化合物半导体材料，具有黄铜矿相结构，是CuInSe2和CuGaSe2的混晶半导体。
CIGS 作为光电转换材料制备薄膜太阳能电池具有显著优点［13 － 14］: ( 1)通过变化Ga的含量，可使半导体的禁带宽度在1.04－1.65eV 变化，适合于调整和优化禁带宽度；(2)CIGS 的光吸收系数达到105 /cm，是一种直接带隙的半导体材料，最适合薄膜化；(3) CIGS 可在玻璃基板上形成缺陷少、晶粒大的高品质结晶；(4)转换效率高，薄膜太阳能电池转换效率的世界纪录始终由CIGS 保持；(5)电池的寿命长。
CIGS 没有光致衰退效应，且在外太空具有良好的抗幅射损伤能力和极高的稳定性。
虽然CIGS 具有其他材料无可比拟的优势，但是仍然存在着一些问题，如制造过程比较复杂，增加了工艺的难度和成本; 关键原料如铟和硒，其天然储量相当有限；缓冲层材料多用CdS，其毒性对环境的影响不可忽视。
因此，未来的发展主要致力于: (1)采用更先进的生产工艺来降低成本；(2)通过改善光吸收层性质、形成禁带宽度梯度、模块组装进一步提高转换效率。
4.有机小分子材料有机小分子太阳能电池的实现依赖于能够完成光电转换的有机小分子材料。
