薄膜材料与技术
薄膜材料与技术
太阳电池向薄片化方向发展
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Sharp单晶硅组件
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Ultrathin Multicrystalline Si High Efficiency Solar Cells – Fraunhofer- 20.3%－世界记录
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硅片厚度的发展： 70年代－450～500 m， 80年代－400～450m。 90年代－350～400 m。 目前 － 260～300 m。 ～2010年 200～260 m。 ～2020年 100～200 m。
池。早期的TiO2 光电化学电池稳定性差、
效率低。1991年瑞士Grä tzel 将染料敏化引
9.3％和11％。
RTCVD－ZMR
non-active Si substrate =15.12% (北太所)
modelling ceramic substrate =10.21% (北太所)
Particle ribbon Si =8.25% (广州能源所＋北
太所)
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② 低温技术路线－以PECVD为代表
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2) 带硅技术
直接拉制硅片－免去切片损失
(内园切割，刀锋损失300～400 m。 线锯切割，刀锋损失～200 m)。 过去几十年里开发过多种生长 带硅 或片状硅技术
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① EFG带硅技术
采用石墨模具－电池效率13％－15％。该 技术于90年代初实现了商业化生产，目前属 于RWE (ASE)公司所有。
◆能直接制备出适于规模化生产的大尺寸方
型硅锭，240kg, 400kg,
◆制造过程简单、省电、节约硅材料，
因此具有更大降低成本的潜力。
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但是多晶硅材料质量比单晶硅差，有许多 晶界存在，电池效率比单晶硅低； 晶向不一致，表面织构化困难。
薄膜表征_薄膜材料与薄膜技术
6.2 薄膜形貌和结构的表征方法
依据尺度范围考虑，薄膜结构的研究分三个层次：
• 薄膜的宏观形貌:包括尺寸、形状、厚度、均匀性； • 薄膜的微观形貌:如晶粒及物相的尺寸大小和分布、
空洞和裂纹、界面扩散层及薄膜织构； • 薄膜的显微组织:包括晶粒的缺陷、晶界及外延界面
的完整性、位错组态等。
可采用的表征方法：
透明膜，数学分析复杂
需制备台阶
精度取决于薄膜密度 厚度较大时具有非线性
效应
（1）椭偏仪法
利用椭圆偏振光在薄膜表面反射时会改变偏振状态的现
象，来测量薄膜厚度和光学常数。当偏振光入射在具有
一定厚度h的薄膜上，处于入射面的偏振光分量p和垂直
Байду номын сангаас
入射面的偏振光分量s的反射系数R、透射系数T如下：
p
s
空气
0
薄膜 h
6.1薄膜厚度测量
方法
等厚干涉 法
等色干涉 法
椭偏仪法
表面粗糙 度仪 称重法
石英晶体 振荡器法
测量范围 精度 3-2000nm 1-3 nm
1-2000nm 0.2 nm
零点几纳米 0.1 nm 到数微米 大于2 nm 零点几 纳米 无限制 至数微米 0.1 nm
说明 需制备台阶和反射层
需制备台阶、反射层和 光谱仪
电磁透镜：使原来直径约为 50mm的束斑缩小成一个只有 数nm的细小束斑。
扫描线圈：提供入射电子束在 样品表面上和荧光屏上的同 步扫描信号。
样品室：样品台能进行三维空 间的移动、倾斜和转动。
（b）信号检测放大系统 检测样品在入射电子作用 下产生的物理信号，然后 经视频放大作为显像系统 的调制信号。
（3）吸收电子（absorption electrons, AE）
《薄膜材料与技术》复习资料总结
《薄膜材料与技术》复习资料总结【讲义总结】1.真空区域的划分：①粗真空(1x105~1x102Pa)。
在粗真空下，气态空间近似为大气状态，分子以热运动为主，分子间碰撞十分频繁；②低真空(1x102~1x10-1)。
低真空时气体分子的流动逐渐从黏滞流状态向分子流状态过度，此时气体分子间碰撞次数与分子跟器壁间碰撞次数差不多；③高真空(1x10-1~1x10-6)。
当达到高真空时，气体分子的流动已经成为分子流状态，以气体分子与容器壁间的碰撞为主，且碰撞次数大大减小，蒸发材料的粒子沿直线飞行；④超高真空(＜1x10-6)。
达到超高真空时，气体分子数目更少，几乎不存在分子间碰撞，分子与器壁的碰撞机会更少。
2.获得真空的主要设备：旋片式机械真空泵，油扩散泵，复合分子泵，分子筛吸附泵，钛生化泵，溅射离子泵和低温泵等，其中前三种属于气体传输泵，后四种属于气体捕获泵，全为无油类真空泵。
3.输运式真空泵分为机械式气体输运泵和气流式气体输运泵。
4.极限压强：指使用标准容器做负载时，真空泵按规定的条件正常工作一段时间后，真空度不再变化而趋于稳定时的最低压强。
5.凡是利用机械运动来获得真空的泵称为机械泵，属于有油类真空泵。
6.旋片式真空泵泵体主要由锭子、转子、旋片、进气管和排气管等组成。
7.真空测量：指用特定的仪器和装置，对某一特定空间内的真空度进行测定。
这种仪器或装置称为真空计。
按测量原理分为绝对真空计和相对真空计。
8.物理气相沉积：是利用某种物理过程实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移过程。
特点：①需要使用固态或熔融态的物质作为沉积过程的源物质；②源物质通过物理过程转变为气相，且在气相中与衬底表面不发生化学反应；③需要相对较低的气体压力环境，这样其他气体分子对于气相分子的散射作用较小，气相分子的运动路径近似直线；④气相分子在衬底上的沉积几率接近100%。
在物理气相沉积技术中最基本的两种方法是蒸发法和溅射法。
9.蒸发沉积薄膜纯度取决于：①蒸发源物质的纯度；②加热装置、坩埚等可能造成的污染；③真空系统中的残留气体。
薄膜材料及其制备技术
薄膜材料及其制备技术薄膜材料是指厚度在纳米级别到微米级别的材料，具有特殊的物理、化学和力学性质。
薄膜材料广泛应用于电子、光电、光学、化学、生物医学等领域。
下面将介绍薄膜材料的分类以及常用的制备技术。
薄膜材料的分类：1.无机薄膜材料：如氧化物薄膜、金属薄膜、半导体薄膜等。
2.有机薄膜材料：如聚合物薄膜、膜面活性剂薄膜等。
3.复合薄膜材料：由两种或以上的材料组成的。
如聚合物和无机材料复合薄膜、金属和无机材料复合薄膜等。
薄膜材料的制备技术：1.物理气相沉积技术：包括物理气相沉积（PVD）和物理气相淀积（PVD）两种方法。
PVD主要包括物理气相沉积和磁控溅射，通过将固态金属或合金加热，使其升华或蒸发，然后在基底表面形成薄膜。
PVD常用于制备金属薄膜、金属氧化物薄膜等。
2.化学气相沉积技术：包括化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）两种方法。
CVD通过化学反应在基底表面形成薄膜。
ALD则是通过一系列的单原子层回旋沉积来生长薄膜。
这些方法可以制备无机薄膜、有机薄膜和复合薄膜。
3.溶液法制备技术：包括溶胶-凝胶法、旋涂法、浸渍法等。
溶胶-凝胶法通过溶胶和凝胶阶段的转化制备薄膜。
旋涂法将溶液倒在旋转基底上，通过离心力将溶液均匀分布并形成薄膜。
浸渍法将基底浸泡在溶液中，溶液中的材料通过表面张力进入基底并形成薄膜。
这些方法主要用于制备有机薄膜和复合薄膜。
4.物理沉积法和化学反应法相结合的制备技术：如离子束沉积法、激光沉积法等。
这些方法通过物理沉积或化学反应在基底表面形成薄膜，具有较高的沉积速率和较好的薄膜质量。
综上所述，薄膜材料及其制备技术涉及多个领域，各种薄膜材料的制备方法各有特点，可以选择合适的技术来制备特定性质的薄膜材料。
随着对薄膜材料的深入研究和制备技术的不断进步，薄膜材料在各个应用领域的潜力将会得到更大的发掘。
薄膜材料制备原理、技术及应用
薄膜材料制备原理、技术及应用薄膜材料是在基材上形成的一层薄膜状的材料，通常厚度在几纳米到几十微米之间。
它具有重量轻、柔韧性好、透明度高等特点，广泛应用于电子、光学、能源、医疗等领域。
薄膜材料制备的原理主要涉及物理蒸发、溅射、化学气相沉积等方法。
其中，物理蒸发是指将所需材料制成块状或颗粒状，利用高温或电子束加热，使材料从固态直接转变为蒸汽态，并在基材上沉积形成薄膜。
溅射是将材料制成靶材，用惰性气体或者稀释气体作为工作气体，在高电压的作用下进行放电，将靶材表面的原子或分子溅射到基材上形成薄膜。
化学气相沉积是指在一定条件下，将气态前体分子引入反应室，通过化学反应沉积到基材上，形成薄膜。
薄膜材料制备技术不仅包括上述原理所述的基本制备方法，还涉及到不同材料、薄膜厚度、表面质量等方面的特定要求。
例如，为了提高薄膜的品质和厚度均匀性，可采用多台蒸发源同时蒸发的方法，或者通过旋涂、喷涂等方法使得所需薄膜材料均匀地覆盖在基材上。
此外，为了实现特定功能，还可以通过控制制备条件、改变材料组成等手段来改变薄膜的特性。
薄膜材料具有多种应用领域。
在电子领域，薄膜材料可以用于制作集成电路的介质层、金属电极与基板之间的隔离层等。
在光学领域，薄膜材料可以用于制作光学滤波器、反射镜、透明导电膜等。
在能源领域，薄膜材料在太阳能电池、锂离子电池等器件中扮演重要角色。
在医疗领域，薄膜材料可以用于制作人工器官、医用伽马射线屏蔽材料等。
此外，薄膜材料还应用于防腐蚀涂料、食品包装、气体分离等领域。
虽然薄膜材料制备技术已经相对成熟，但是其制备过程中仍然存在一些挑战。
例如，薄膜厚度均匀性、结晶性能、粘附性能等方面的要求十分严格，制备过程中需要控制温度、压力、物质流动等多个参数的影响，以确保薄膜的质量。
此外，部分薄膜材料的制备成本相对较高，制约了其在大规模应用中的推广。
总的来说，薄膜材料制备原理、技术及其应用具有重要的实际意义。
通过不断改进制备技术，提高薄膜材料的制备效率和质量，将有助于推动薄膜材料在各个领域的更广泛应用。
薄膜材料与薄膜技术
薄膜材料与薄膜技术薄膜材料是一种在工业和科学领域中广泛应用的材料，其厚度通常在纳米至微米级别。
薄膜技术则是制备、处理和应用薄膜材料的技术，涉及物理、化学、材料科学等多个领域。
薄膜材料的研究和应用已经深入到电子、光学、能源、生物医学等各个领域，成为现代科技发展的重要组成部分。
一、薄膜材料的分类根据材料的性质和制备方法，薄膜材料可以分为多种类型。
常见的薄膜材料包括金属薄膜、半导体薄膜、聚合物薄膜等。
金属薄膜通常具有良好的导电性和热导性，常用于电子器件的制备；半导体薄膜则是制备光电器件的重要材料；而聚合物薄膜则具有良好的柔韧性和可塑性，被广泛应用于包装材料、传感器等领域。
二、薄膜技术的发展随着科学技术的不断进步，薄膜技术也在不断发展。
目前，常见的薄膜制备技术包括物理气相沉积、化学气相沉积、溅射、溶液法等。
这些技术各有特点，可以制备不同性质的薄膜材料，满足不同领域的需求。
同时，随着纳米技术的发展，越来越多的纳米薄膜材料被制备出来，开拓了新的应用领域。
三、薄膜材料的应用薄膜材料在电子、光学、能源、生物医学等领域都有着重要的应用。
在电子领域，薄膜材料被广泛应用于集成电路、平板显示器、太阳能电池等器件中，发挥着重要作用；在光学领域，薄膜材料被用于制备光学薄膜、反射镜等光学器件；在能源领域，薄膜太阳能电池、燃料电池等也在逐渐成为发展的热点；在生物医学领域，生物传感器、药物传递系统等也离不开薄膜材料的支持。
四、薄膜技术的未来发展随着科技的不断进步，薄膜技术也在不断创新。
未来，随着人工智能、大数据、物联网等新兴技术的发展，薄膜材料的应用领域将会更加广泛，薄膜技术也将迎来新的发展机遇。
同时，随着环境保护意识的增强，绿色环保的薄膜材料和技术也将得到更多关注和应用。
薄膜材料与薄膜技术作为现代科技的重要组成部分，对于推动科技进步、促进产业发展、改善人类生活质量都起着重要作用。
我们期待着薄膜材料与薄膜技术在未来能够取得更大的突破和发展，为人类社会的发展作出更大的贡献。
薄膜技术与薄膜材料
薄膜技术与薄膜材料从20世纪以来，薄膜技术及其应用技术已经快速发展，在制造、设备、电子、纳米、材料等领域得到广泛应用。
薄膜技术是建立在基于物质表面和界面特性的细致考虑和分析之上的一门学科，其内容可以分为两个部分，即薄膜材料技术和薄膜制备技术。
薄膜材料技术主要涉及材料的特性，包括薄膜的结构、形状、尺寸、厚度和物理性能；另一方面，薄膜制备技术是将薄膜材料进行加工和雕刻的技术，所得到的材料结构及性能变化会被检测、记录和应用，从而达到所需的功能和性能。
薄膜技术的发展离不开薄膜材料的发展。
从20世纪以来，先后出现了磁性薄膜、半导体薄膜、发光薄膜、激光薄膜、电磁解耦薄膜、微纳米复合薄膜等多种新型薄膜材料。
各种材料的发展给薄膜技术的应用提供了可能。
同时，薄膜材料的发展也受益于20世纪以来新兴的薄膜技术，如高真空技术、微纳技术、原子层技术、功能涂层技术、共振技术、多层异质技术，以及超精密喷射等新兴技术。
纳米级薄膜材料具有一系列优异的性能，特别是近年来，利用超精密喷射技术制备的纳米级薄膜材料，其功能和性能越来越突出，为多种科学技术应用和实现提供了有力的条件和保证。
由于超精密喷射技术的特殊优势，使超精密喷射薄膜材料在传感器、熔体沉积、光学、化学、生物技术、复合材料等多种新兴技术中有着广泛的应用，其中熔体沉积技术是最重要的一种新技术。
熔体沉积技术是一种将金属溶解在液态中，并将其蒸发到薄膜材料表面，使其实现原子级分子层层叠加的技术。
熔体沉积技术是用来制备半导体薄膜、磁性薄膜、发光薄膜等高性能材料的革命性技术，可以生产出任意厚度任意尺寸任意形状的薄膜材料，并将二维和三维的复杂结构实现为超薄薄膜材料，因而被称为“假想的薄膜技术”。
同时，熔体沉积技术是目前最发达的薄膜材料技术之一，它更加注重材料的形状和大小，并在制备许多微纳米复合薄膜材料时，能够解决材料凝固、形变、热变形等问题，实现了薄膜材料的节能和环保。
以上就是薄膜技术与薄膜材料的基本内容，无论是什么样的应用领域，薄膜技术和薄膜材料都可以说是至关重要的。
薄膜材料与薄膜技术
薄膜材料与薄膜技术薄膜材料与薄膜技术概述：薄膜材料是指厚度在几纳米到几微米之间的材料，它们具有特殊的物理、化学和电学性质。
而薄膜技术则是一种将这些材料制成具有特定形状和功能的工艺方法。
目前，随着科技的不断进步，人们对于薄膜材料和技术的需求也越来越高。
1. 薄膜材料的种类目前，市场上常见的薄膜材料主要包括以下几种：1）聚合物：如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等。
2）金属：如铝、铜、钛等。
3）氧化物：如二氧化硅、氧化铝等。
4）碳基材料：如石墨烯、碳纤维等。
5）半导体：如硅、锗等。
2. 薄膜技术的应用领域由于其特殊性质，薄膜材料及其制备技术在众多领域中得到了广泛应用。
以下是其中一些典型的应用领域：1）光电子学：如太阳能电池、LED等。
2）微电子学：如半导体器件、集成电路等。
3）医疗保健：如药物传递系统、人工器官等。
4）能源存储：如锂离子电池、超级电容器等。
5）涂层材料：如防腐涂料、防刮涂料等。
3. 薄膜技术的制备方法目前，常见的薄膜制备方法主要包括以下几种：1）化学气相沉积法（CVD）2）物理气相沉积法（PVD）3）溅射法4）离子束沉积法（IBD）5）溶胶-凝胶法6）自组装技术4. 薄膜技术的发展趋势随着科技不断进步，薄膜技术也在不断发展。
未来，其发展趋势主要包括以下几个方面：1）高性能和多功能化：将会有更多新型材料和新工艺出现，使得薄膜材料在各个领域中具有更高的性能和更多的功能。
2）纳米化和微型化：薄膜材料及其制备技术将越来越向纳米和微米级别发展，以适应微型电子器件等领域的需求。
3）绿色环保：将会有更多的绿色环保型薄膜材料和制备工艺出现，以适应社会对于环境友好型产品的需求。
总之，随着社会的不断进步和科技的不断发展，薄膜材料及其制备技术将在更多领域中得到广泛应用，并为人类带来更多福利。
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薄膜技术在能源材料中的应用——薄膜太阳能电池一概述能源和环境是二十一世纪面临的两个重大问题，据专家估算，以现在的能源消耗速度，可开采的石油资源将在几十年后耗尽，煤炭资源也只能供应人类使用约200年。
太阳能电池作为可再生无污染能源，能很好地同时解决能源和环境两大难题，具有很广阔的发展前景。
照射到地球上的太阳能非常巨大，大约40 min照射到地球上的太阳能就足以满足全球人类一年的能量需求。
因此，制备低成本高光电转换效率的太阳能电池不仅具有广阔的前景，而且也是时代所需。
太阳能电池行业是21世纪的朝阳行业，发展前景十分广阔。
在电池行业中，最没有污染、市场空间最大的应该是太阳能电池，太阳能电池的研究与开发越来越受到世界各国的广泛重视。
太阳能电池种类繁多，主要有硅太阳能电池、聚光太阳能电池、无机化合物薄膜太阳能电池、有机薄膜太阳能电池、纳米晶薄膜太阳能电池和叠层太阳能电池等几大类[1]。
二薄膜太阳能电池。
1、薄膜硅太阳能电池薄膜硅太阳能电池(硅膜厚约50µm)的出现，相对晶体硅太阳能电池，所用的硅材料大幅度减少，很大程度上降低了晶体硅太阳能电池的成本。
薄膜硅太阳能电池主要有非晶硅(a—Si)、微晶硅(µc—Si)和多晶硅(p-Si)薄膜太阳能电池，前两者有光致衰退效应，其中µc—Si薄膜太阳能电池光致衰退效应相对较弱但µc-Si薄膜沉积速率低(仅1.2 nm/s) ，光致衰退效应致使其性能不稳定，发展受到一定的限制，而后者则无光致衰退效应问题，因此是硅系太阳能电池的发展方向[1]。
太阳能电池是制约太阳能发电产业发展的瓶颈技术之一。
目前主要的研究工作集中在新材料、新工艺、新设计等方面，其目的是为了提高电池转换效率和降低电池制造成本。
制造太阳能电池的材料主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅以及其他新型化合物半导体材料，其中非晶硅属直接转换型半导体，光吸收率大，易于制成厚度0．5微米以下、面积l平方米以上的薄膜，并且容易与其他原子结合制成对近红外高吸收的非晶硅锗集层光电池，这是目前的主攻方向之一；另一种是非晶硅和多晶硅混合薄膜材料，它转换率高、用材省，是新世纪最有前途的薄膜电池之一。
2、无机化合物薄膜太阳能电池选用的无机化合物主要有CdTe，CdS，GaAs，CulnSe2(CIS)等，其中CdTe的禁带宽度为1．45 eV(最佳产生光伏响应的禁带宽度为1．5 eV)，是一个理想的半导体材料，截止2004年，CdTe电池光电转化效率最高为16．5％；CdS的禁带宽度约为2．42 eV，是一种良好的太阳能电池窗口层材料，可与CdTe、SnS和CIS等形成异质结太阳能电池；GaAs的禁带宽度为1．43 eV，光吸收系数很高，GaAs单结太阳电池的理论光电转化效率为27％，目前GaA/Ge单结太阳电池最高光电转换效率超过20％，生产水平的光电转换效率已经达到19～20％，其与GalnP组成的双节、三节和多节太阳能电池有很大的发展前景；CIS薄膜太阳能电池实验室最高光电转化效率已达19．5％，在聚光条件下(14个太阳光强)，光电转化效率达到21．5％，组件产品的光电转化效率已经超过13％；CIS 薄膜用Ga部分取代In，就形成Culn1-x Ga x Se2 (简称CIGS)四元化合物，其薄膜的禁带宽度在1．04～1．7 eV范围内可调，这为太阳能电池最佳禁带宽度的优化提供了机会，同时开发了两种新的材料，用Ga完全取代In形成CuGaSe2，用S完全取代Se形成CulnS2，以备In、Se资源不足时可以采用。
但是，Cd和As是有毒元素，In和Se是稀有元素，严重地制约着无机化合物薄膜太阳能电池的大规模生产[2]。
铜铟硒太阳能薄膜电池(简称铜铟硒电池)是在玻璃或其它廉价衬底上沉积若干层金属化合物的半导体薄膜，薄膜总厚度大约为2-3微米，具有成本低、性能稳定、抗辐射能力强等特性，其光电转换效率目前是各种薄膜太阳能电池之首。
正是由于其优异的性能被国际上称为未来的廉价太阳能电池，吸引了众多机构及专家进行研究开发，有望成为不久将来太阳能电池商品化、产业化的主流产品。
3、有机薄膜太阳能电池有机薄膜太阳能电池与硅太阳能电池相比具有质量轻、柔韧易加工性、低成本及可大面积制备等优点，有很大的发展潜力，但正处于研发初期，激子结合能大，电子迁移率低，导致光电转化效率低且寿命短等缺点。
目前，在实验室特定研究条件下，有机薄膜太阳能电池光电转换率可达9．5％[4]。
三薄膜太阳能电池的国内外现状以及存在问题上世纪八十年代末至九十年代初，非晶硅太阳能电池的发展经历了一个调整、完善和提高的过程，其中心任务就是提高太阳能电池的稳定化效率，其核心就是完美结技术和叠层电池技术。
上世纪九十年代中期，技术得到较大的突破，从而出现了更大规模产业化的高潮。
世界上先后建立了多条数兆瓦至十兆瓦高水平的电池组件生产线，产品组件面积为平方米量级，生产流程全部实现自动化。
采用了新的封装技术，产品组件寿命在十年以上。
产品组件生产以完美结技术和叠层电池技术为基础，产品组件效率达到9％一11％，小面积电池最高效率达14．6％[5]。
薄膜太阳能电池的国内外现状：目前，世界上已经建成了l0多座太阳能光伏发电系统。
上世纪90年代以来，不少发达国家开始实施太阳能光伏发电屋顶计划，如美国总统宣布的百万光伏屋顶计划，安装规模达1000-3000瓦，日本、欧洲也都有类似的计划。
预计到本世纪中叶，光伏发电将达到世界总发电量的20％，成为人类的基础能源之一。
我国太阳能光伏发电技术产业化及市场发展经过近20 年的努力，已经奠定良好的基础。
目前有4 个单晶硅电池及组件生产厂和2 个非晶硅电池生产厂。
但在总体水平上我国同国外相比还有很大差距，主要表现在以下几个方面：（1）生产规模小。
目前4 个单晶硅电池生产厂基本上保持在1986-1990 年引进时的规模和水平。
（2）技术水平较低。
我国太阳电池的效率较低，平均在11-13%；组件封装水平低，工程现场证明，部分产品大约3-5 年就出现发黄、起泡、焊线脱落、效率下降等问题，近几年产品质量有提高，但同国外仍有一定差距。
（3）专用原材料国产化程度不高。
专用材料如银浆、封装玻璃、EVA 等尚未完全实现国产化。
国家曾将提高商业化电池效率和材料国产化列入“八五”计划，并取得一定成果，但性能有待进一步改进，各厂家部分材料仍然采用进口品。
（4）成本高。
目前我国电池组件成本约35 元/WP（4.2 美元/WP），平均售价44 元/WP（5.3 美元/Wp)，成本和售价都高于国外产品。
四薄膜测量的制备工艺多晶硅薄膜太阳能电池的结构和制备工艺虽然有所不同，但原理上是一致的，图2是其制备工艺[6]。
1 制备多晶硅薄膜的工艺方法多晶硅薄膜是多晶硅薄膜太阳能电池的主体部分，薄膜质量的好坏直接影响太阳能电池性能的好坏。
多晶硅薄膜制备工艺的主要区分点在其沉积温度和沉积方式，因此不同的沉积温度和沉积方式的控制直接影响薄膜的质量，从而影响着多晶硅薄膜太阳能电池的光电转换效率。
主要的多晶硅薄膜的制备方法有：化学气相沉积法(CVD)、再结晶法、液相外延法(LPE)、溅射沉积法和等离子喷涂法(PSM)[6]。
化学气相沉积法(CVD)【1】一般化学气相沉积法(CVD)该法先用加热器将衬底加热至适当的温度，然后通以反应气体(如SiF4、SiH4等)，在还原气氛(H2 )下反应生成硅原子并沉积在衬底表面形成薄膜。
反应温度较高(800～1200℃)，且难以形成较大的颗粒多晶硅，并且容易在晶粒之间形成孔隙，对制备较高光电转换效率的太阳能电池很不利。
随着技术的进步又出现了等离子增强化学气相沉积法(PECVD)和热丝化学气相沉积法(HFCVD)。
【2】等离子增强化学气相沉积法(PECVD)该法是在非硅衬底上制备晶粒较小的多晶硅薄膜的一种方法，其制备温度很低(100～400℃)，晶粒很小(约10-7数量级)，但已属于多晶硅薄膜，几乎没有效率衰减问题。
【3】热丝化学气相沉积法(HFCVD)该法的热丝是耐高温且有一定韧性和机械强度的金属丝，一般为钨丝或钽丝，金属丝通电后发热至高温，电离反应气体(SiF4、SiH4等)产生等离子体，发生复杂的物理化学反应之后形成硅原子，硅原子再沉积在基片上形成薄膜。
再结晶法该法一般先用CVD法在衬底上沉积一层较薄的非晶硅或微晶硅层，再用结晶技术对这层硅薄膜进行再结晶，可得到较大晶粒的多晶硅层。
再结晶技术沉积温度比较低，可选用廉价的玻璃衬底取代昂贵的石英或单晶硅衬底，从而大幅度降低生产成本。
到目前为止，再结晶技术主要有：固相晶化法(SPC)、区熔再结晶法(ZMR)和金属诱导结晶法(MIC)。
【1】固相晶化法(SPC)该法是先用CVD等方法在比较低的温度下(<6OO℃)淀积非晶硅薄膜，然后再进行热退火，使非晶硅薄膜再结晶以获得多晶硅薄膜，其主要特点是非晶硅发生晶化的温度低于其熔融后结晶的温度。
陈城钊等先用PCVD法沉积非晶硅薄膜，再用固相晶化法对其退火以获得多晶硅薄膜(退火温度700～800℃)，研究结果表明晶粒平均尺寸随着退火温度的降低、掺杂浓度的降低、薄膜厚度的增加而增加，并且退火后多晶硅薄膜暗电导率提高了2～4个数量级。
【2】区熔再结晶法(ZMR)该法需将非晶硅整体加热至一定温度(约1100℃)，再用一束很窄的源能量在非晶硅表面来回移动，加热局部非晶硅使其熔化再结晶。
区熔再结晶法可以得到厘米级的晶粒，并且在一定的技术处理和工艺条件的配合下可以得到比较一致的晶粒取向。
加热的源能量主要有激光、条状灯丝、电子束以及射频等，其中激光加热再结晶法是用得最普遍最成熟的。
激光再结晶法(LMC) 采用激光束的高温将非晶硅薄膜熔化再结晶，从而得到多晶硅薄膜，但难以制备大面积薄膜，而且晶粒尺寸和均匀性也难以控制。
【3】金属诱导结晶法(MIC)该法是把非晶硅薄膜淀积在薄金属层衬底上，或者在非晶硅薄膜上淀积一层薄金属层，或者将金属离子注入到非晶硅薄膜中，然后置于保护气体(如Ar)中加热退火，非晶硅薄膜便会再结晶形成多晶硅薄膜。
最常用的金属是铝，铝诱导晶化法制备多晶硅薄膜的温度只需560℃，但致命的缺点是金属会污染多晶硅薄膜。
液相外延法(LPE)该法就是先通过高温将硅熔融在母液里，然后降低温度使硅析出形成多晶硅薄膜，液相外延法可通过控制生长条件来直接得到具有减反射绒面结构的多晶硅薄膜。
这种方法沉积的多晶硅薄膜质量不高，也没有太大进展，但能制备出光电转化率高达23．17％的GaAs太阳能电池。
溅射沉积法该法是一种重要的制备薄膜的物理方法，要求真空度高，衬底温度相对较低。
该方法沉积硅薄膜速度快，杂质含量低等优点，但淀积的薄膜不均匀，致密度不高，且一般为非晶态。