薄膜太阳电池技术的应用与发展趋势

薄膜 (Thin Film) 太阳电池是一种半导体层厚度在几微米到几十微米以下的太阳电池，它是在成本较低的玻璃等衬底上堆积晶硅系等材料的薄膜而形成的，具有节约原材料、效率高、特性稳定以及衬底成本较低的特点。

由于单晶硅、多晶硅太阳电池的半导体层的厚度较大，如晶硅太阳电池的半导体层的厚度达到300μm左右。随着太阳能光伏发电的应用与普及，大规模生产时会需要大量高纯度的硅材料，而使用原料少、效率高的薄膜太阳电池将会得到广泛的应用。

吸收系数是各种半导体材料的重要参数，吸收系数越大，光吸收层的厚度越薄，图3.26为能量与吸收系数的关系。由图可见，由于晶硅是间接迁移性吸收太阳能，可视光领域的吸收系数较小，所以光吸收层的厚度较大，为200～400μm。

图3.26 能量与吸收系数的关系

而CdTe、CIGS以及非晶硅系材料的吸收系数较大，用于太阳电池材料的厚度只需1μm左右。可见，在使用大面积的太阳电池时，如果采用较薄的半导体层的薄膜太阳电池则可以大大节约材料、降低成本。(www.xing528.com)

薄膜太阳电池可分为硅系、Ⅱ-Ⅵ族化合物等种类。硅系薄膜太阳电池可分为晶硅系 (单晶硅、多晶硅以及微晶硅)、非晶硅以及由二者构成的混合型薄膜太阳电池。一般地，非晶硅薄膜太阳电池的光吸收层的厚度为0.3μm左右。为了提高非晶硅薄膜太阳电池的转换效率，克服非晶硅薄膜太阳电池的弱点，目前，人们寄希望于多晶硅或微晶硅薄膜太阳电池。

CIGS系太阳电池在薄膜太阳电池中转换效率较高，将来可达到25%～30%。大面积组件的转换效率已达16%，在薄膜系中最高。而且这种太阳电池的可靠性高、安全性好、无光劣化、耐辐射性好，将来可成为下一代主流太阳电池。化合物薄膜太阳电池中，CIGS薄膜太阳电池已在太阳能光伏系统中得到应用。

薄膜太阳电池还存在一些亟待解决的课题，如微晶硅、多晶硅薄膜太阳电池需要提高小面积电池芯片的转换效率; 非晶硅薄膜太阳电池需要提高大面积组件的转换效率的稳定性以及降低制造成本; CIGS、CdTe等薄膜太阳电池需要提高转换效率、开放电压、大面积均匀制膜技术等。