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瘟簿膜太阳电 研
廖华刘祖明陈庭金 云南师范大学太阳能研究所昆明６５ＤＤ９２
摘 要本文介绍了硅薄膜太阳电池的制备、研究现状及发展趋势。比较了非晶硅、多晶硅和单晶硅薄
膜太阳电池的优缺点，阐明了其发展方向。指出多晶硅薄膜太阳电池具有最好的发展潜力和应用前景。 关键词硅薄膜太阳电池发展潜力应用前景
ｌＮｖＥｓＴ｜ＧＡＴｌｏＮ ｏＮ ＳＩＬｌＣｏＮ ＴＨ｜Ｎ ＦｌＬＭ ｓｏＬＡＲ ｃＥＬＬＳ
ＬｉａｏＨｕａ ＬｉｕＺｕｍ｛ｎｑ Ｃｈｅｎ Ｔｉｎｇｊｉｎ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｙｕｎｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００９２，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅ ｈａｖｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏ几ｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓａｎｄｔｒｅｎｄｏｎｓｉｌｉｃｏｎｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ．Ｉｔ ｗａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ，
ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎａｎｄｍｏｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ．Ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｅｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｉｔ ｗａｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｈａｔｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎｔｈｉｎｆｉＩｍ ｓｏ｜ａｒｃｅｌｌｓｗｉｌｌｂｅｈａｖｅ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｓｉｌｉｃｏｎｔｈｉｎｆｉｌｍ ｓｏｌａ，ｃｅｌｌｓ ｐｏｔｅｎｔｉａｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
０引言
目前 太阳电池光伏发电技术越来越受到世界各
国的极大关注。提高太阳电池的光电转换效率和降 低太阳电池成本，仍然是太阳电池研究的主要方向。 采用直接带隙跃迂，吸收系数大的半导体材料制作
CIGS薄膜太阳能电池结构分析
综述了目前国际上研究得最多的几种薄膜太阳能电池材料的研究现状和各自的最新进展，包括硅基类（非晶硅、多晶硅、微晶硅）、无机化合物类（碲化镉、铜铟硒、砷化镓）、有机类、染料敏化（二氧化钛、氧化锌）等，并从材料、工艺和转换效率等方面比较和讨论了它们各自性能的优劣，最后展望了这些薄膜太阳能电池材料未来的研究方向及应用前景。
标签：薄膜太阳能电池
引言
近年来，环境污染和能源衰竭等问题与全球经济发展之间的矛盾越来越突出，加上人类对可再生能源的不断需求，这样就促使人们致力于开发新的能源。太阳能作为一种可再生能源有着其它能源不可比拟的优势，因此，合理利用好太阳能将是人类解决能源问题的长期发展战略，太阳能受到人们广泛的重视也是顺理成章的事情。典型的太阳能电池本质上是一个半导体二极管（p-n结），它利用光伏效应原理把太阳辐射能转换为电能。当太阳光照射到半导体二极管p-n结上并被吸收时，其能量大于半导体材料禁带宽度Eg的光子能把价带中的电子激发到导带上去，同时价带中留下带正电的空穴，即形成了电子-空穴对，通常称其为光生载流子。这些光生载流子在p-n结内建电场作用下迅速分离，电子被扫到电池的n型一侧，空穴被扫到电池的p型一侧，从而在二极管的两侧分别形成了正负电荷积累，并产生了“光生电压”，这就是所谓的“光伏效应”（Photovoltaiceffect）。若在p-n结两侧引出电极并接上负载，则负载中就有“光生电流”通过，即得到可利用的电能，典型的太阳能电池就是根据这个基本原理工作的。
一、CIGS薄膜太阳能电池
具有曲面造型的光伏建筑物和移动式的光伏电站等要求太阳能电池具有柔性和可折叠性，这便促使了柔性薄膜太阳能电池的发展。所谓柔性薄膜太阳能电池是以金属箔片或高分子聚合物作衬底的薄膜太阳能电池。一般说来，所有薄膜太阳能电池都可以做成柔性的。柔性CIGS薄膜太陽能电池的制作工艺和刚性玻璃衬底CIGS薄膜太阳能电池的制作工艺基本相同，不同之处主要体现在衬底材料的选择和CIGS制备两方面。
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
RecentProgressinDevelopingPhotoelectricConversation
MaterialsforThin-FilmSolarCells
ZhengChunmanGuoYujieXieKaiWeiYongtao
（DepartmentofMaterialEngineeringandAppliedChemistry，SchoolofAerospace＆MaterialsEngineering，
NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073）
AbstractThephotoelectricconversationmaterialsarethekeypart，whichdecidestheconversationefficiencyof
thethin-filmsolarcells．Thephotoelectricconversationmaterialsthatcanbeusedinthethinfilmsolarcellsmainly
includeinorganicsemiconductormaterialsandorganicmaterials．Inthepresentpaper，thebasicprincipleofthinfilm
２０１０年３月 光源与照明 ２０１０年第１期
非晶硅薄膜电池应用及前景分析
张旭鹏杨胜文张金玲皇明太阳能集团有限公司（德州２５３０００）
摘要通过详细阐述非晶硅薄膜电池的结构和优点，论证了非晶硅薄膜电池具有的广阔应用前景，尤其在遮阳、中空光伏组件 中的应用具有明显的优势，其对可再生能源的发展有着积极的推动作用。 关键词太阳能电池非晶硅薄膜电池光伏应用遮阳中空光伏组件
０引言
随着能源危机与环境污染问题越来越严重，社会
各界对能源消耗的可持续性发展日益重视，尤其引起
了各国政府对清洁的、可再生能源的关注和青睐，新
型能源成为国际学术界和各国研究、开发的重点，而
太阳能是新能源发展的主要方向之一” 。根据美国能 源信息管理局的预测，到２０１０年，世界煤炭、水力和
核能发电将有６．４％的电力供应缺口；到２０２０年，这
一缺口将增至１０．７％；这一供应缺口不得不用可再生
能源去弥补，而利用太阳能发电将起着重要的作用。 太阳能光伏发电是太阳能利用的一个主要方面，
目前常用的太阳能电池有单晶硅电池、多晶硅电池和 非晶硅薄膜电池。在欧美一些国家，因为政府的一些
优惠政策及单晶硅、多晶硅电池具有研发早、转化效
率高、生产工艺成熟等优点，得到了一定数量的推广。 但是单晶硅、多晶硅电池组件的硅料提纯、制取过程
中消耗大量的电能，发电成本远高于其他能源形式。
经分析，单晶硅、多晶硅电池成本下降有两种途径：
提高转化率和降低硅片厚度。根据电池转化率和硅片
厚度变化趋势可以测算多晶硅系统价格变化趋势，最
高值分别是２２％和１５０ ｒｕｎ，这个数值接近晶硅的成本
极限；根据模型测算，按照年日照１ ０００ｈ测算，２０２０
年多晶硅电池系统的发电成本为２．０２元／ｋＷ・ｈ；年日
照１ ３００ｈ的发电成本为１．５５元／ｋＷ・ｈ，这一数据接 近晶硅的成本底线，但仍不足以与煤炭等常规能源相
比翻，市场前景日益黯淡。单晶硅、多晶硅电池的这
