薄膜太阳电池的结构特性、光电性能及制造技术

薄膜太阳电池具有制造成本低、能量回收期短、便于大面积连续生产等优点；此外，它还可被制成柔性可卷曲形状，使其应用范围更加广泛。因而，薄膜太阳电池被公认为未来太阳电池发展的重要方向之一，并受到国内外研究单位和产业界的广泛关注。硅基薄膜太阳电池除了具有薄膜太阳电池共有的省材、低能耗、便于大面积连续生产等低成本优势外，还具有原材料丰富、无毒、无污染、沉积温度低（＜200℃）等优点，是当前国际研究开发领域中非常重要的方向。硅基薄膜电池技术发展路线呈多元化：如基于刚性或柔性衬底的组件、基于单结或多结叠层电池组件等。非晶硅（a－Si）单结、非晶硅／非晶硅（a－Si／a－Si）、非晶硅／微晶硅（a－Si／μc－Si）双结叠层到非晶硅／非晶硅锗／非晶硅锗（a－Si／a－SiGe／a－SiGe）、非晶硅／非晶硅锗／微晶硅（a－Si／a－SiGe／μc－Si）、非晶硅／微晶硅／微晶硅（a－Si／μc－Si／μc－Si）三结叠层电池。目前国内外已经产业化的硅基薄膜电池主要是a－Si单结、a－Si／a－Si双结叠层和a－Si／a－SiGe／a－SiGe三结叠层电池组件，生产线规模都在几十MWp到几百MWp，产品尺寸为平方米至数平方米级，并进入功率型应用阶段。但是和晶体硅电池相比，硅薄膜电池较低的转换效率仍然是其最大的弱点，低转换效率导致了硅薄膜光伏系统的BOS成本较高。因此如何提高其效率、稳定性、降低制备成本，是硅薄膜电池广泛应用的关键，同时也是目前国际研究的热点问题。硅基薄膜结构的可调变性，赋予它不用添加任何其他元素，也具有将其带隙从2．2到1．1eV相当大范围内有序调节的能力。微晶硅的禁带宽度接近于单晶硅，可吸收长波区的太阳辐射，用微晶硅作底电池，形成非晶硅／微晶硅叠层结构，拓宽了太阳电池光谱响应范围，使效率得到提高。此外，微晶硅材料比非晶硅材料有更高的有序度，较小的光致衰退效应，可使电池稳定性得到提高，有利于延长电池寿命。国内外专家都认为非晶硅／微晶硅叠层电池是实现高效、低成本薄膜太阳电池的重要技术途径。本章将重点介绍非晶硅、微晶硅及其合金材料和电池的结构特性、光电性能及其制造技术。(www.xing528.com)