硅基薄膜太阳电池的研究现状及前景
硅基太阳能电池的研究与应用
硅基太阳能电池的研究与应用随着能源需求的不断增长，人类正在寻找各种可替代传统化石燃料的新能源。
太阳能作为一种可再生能源，受到了广泛的关注。
在太阳能领域中，硅基太阳能电池是目前最为成熟和普及的一种太阳能电池类型。
本文将介绍硅基太阳能电池的研究现状、发展历程和应用前景。
一、硅基太阳能电池的研究现状硅基太阳能电池是最早被发明的太阳能电池，自20世纪50年代以来，不断得到研究和改进，并成为目前市场上最常见的太阳能电池类型。
硅基太阳能电池一般分为单晶硅、多晶硅和非晶硅太阳能电池。
目前，硅基太阳能电池的研究重点主要涉及以下几个方面：1. 提高转换效率。
硅基太阳能电池的效率受到多种因素的影响，如材料、结构和工艺等。
近年来，研究者们通过探索新型硅基材料、优化器件结构和使用先进的制造工艺等方式，不断提高硅基太阳能电池的转换效率。
目前，硅基太阳能电池的效率已经达到了22%以上。
2. 降低制造成本。
硅基太阳能电池制造过程中，原材料成本、加工成本和制造工艺等都是制造成本的重要组成部分。
为了降低制造成本，研究者们正在开发新型材料和制造工艺，例如新型半导体材料和低成本加工工艺等。
3. 提高稳定性和耐久性。
硅基太阳能电池在使用过程中，会受到氧化、光照、温度和湿度等因素的影响，从而导致电池性能下降或失去功效。
为了提高硅基太阳能电池的稳定性和耐久性，研究者们正在开发更稳定和耐久的材料和结构设计。
二、硅基太阳能电池的发展历程硅基太阳能电池发展历程可追溯至19世纪末期，当时研究者们观察到硅元素对于光电效应的作用。
20世纪50年代，贝尔实验室的研究者们首次制造出硅基太阳能电池，并将其应用于通信设备。
此后，硅基太阳能电池逐渐被推进到各个领域，成为可再生能源的代表。
1960年代末期至1970年代初期，世界各国开始在太阳能电池领域开展研究，并相继推出了一系列的太阳能电池类型，包括单晶硅、多晶硅和非晶硅太阳能电池等。
其中，单晶硅太阳能电池由于其转换效率高和稳定性好等特点，成为硅基太阳能电池研究的重点。
太阳能电池的研究现状及发展前景
太阳能电池的研究现状及发展前景太阳能电池是一种将太阳光能直接转化为电能的器件。
它是现代清洁能源领域中备受瞩目的技术之一。
随着对环境污染和非可再生能源的担忧日益增加，太阳能电池作为一种可持续发展和环保的选择，正变得越来越热门。
本文将介绍太阳能电池的研究现状及发展前景。
一、太阳能电池的研究现状太阳能电池是利用半导体材料制成的电池，其工作原理是将光子能量转化为电子能量。
现在最常用的太阳能电池是硅基太阳能电池。
硅基太阳能电池已发展了几十年，其效率已经逐渐接近极限。
然而，硅基太阳能电池的成本仍然比较高，对大规模应用来说仍然不够经济实惠。
为了降低成本同时提高太阳能电池的效率，研究人员正在寻找替代性材料。
一些新兴材料被广泛研究，如钙钛矿、有机太阳能电池和复合太阳能电池等。
其中，钙钛矿太阳能电池由于其高效率和低成本而备受关注。
与硅基太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池不但具有更高效率，而且材料成本也更便宜。
因此，钙钛矿太阳能电池被认为是一种有望在未来大规模应用的技术。
二、太阳能电池的发展前景随着对环境污染和非可再生能源的担忧日益增加，太阳能电池作为一种可持续发展和环保的选择越来越受到重视。
据国际能源机构预测，到2030年，太阳能电力将成为全球电力消费量中最大的单一来源之一。
在未来几年中，太阳能电池技术将继续发展，效率将逐步提高，成本也将进一步下降。
此外，在不断涌现的新材料和新技术的推动下，太阳能电池将不断完善，性能将不断提升。
总的来说，太阳能电池是一种前景广阔的清洁能源技术。
它可以为世界各地的人们提供可靠、廉价的电力，同时帮助我们减少对环境的破坏，降低对化石燃料的依赖。
因此，在国际上，太阳能电池技术被认为是实现可持续发展的关键技术之一。
三、结语太阳能电池作为一种可持续发展和环保的技术，已经成为了清洁能源领域中备受瞩目的一种技术。
虽然目前太阳能电池的研究仍在进行之中，但已经取得了很大的进展。
未来，随着新材料和新技术的涌现，太阳能电池将变得更加高效、便宜和可靠，同时也将为我们提供更多的清洁能源选择。
硅基光电材料的研究与应用
硅基光电材料的研究与应用硅基光电材料是当今光电子技术的重要组成部分，具有广泛的研究和应用前景。
本文将介绍硅基光电材料的研究现状和应用，展示了其在信息通信、太阳能电池等领域中的重要作用。
一、硅基光电材料简介硅基光电材料主要指硅材料在光学和电子方面的应用，是集材料科学、电子工程和光学等多种学科于一体的交叉领域。
硅是一种常见而廉价的元素，广泛地存在于自然界中，并且具有良好的物理化学性质和易加工加工等优点，因此，硅基光电材料在信息处理、传输、储存、显示、能源、生命科学等领域具有重要实际应用价值。
硅基光电材料的主要性质包括：1、非线性光学特性；2、较高的光学和电学响应速度；3、宽带电视和较高的光波导模式；4、良好的热稳定性。
硅基光电材料的发展程度和应用广泛程度，可以从其应用领域中得到体现。
二、硅基光电材料在信息通信领域中的应用信息通信技术对硅基光电材料的发展起到了重要推动作用，比如光收发器、光纤放大器、光开关等硅基光电子器件在信息通信领域的应用，已经深深地渗透到人们的日常生活中，使得信息数据得以快速而可靠地传输和处理。
在信息通信领域，光收发器和光纤传输技术是硅基光电材料应用的重要领域。
光纤传输技术可以高效地传输信息，同时，硅基光纤中的模式分裂优势，可以实现高速、大容量和低噪声的光信号传输。
光收发器则可以将光信号转换为电信号或者将电信号转换为光信号，在数字通信系统中具有重要作用。
此外，在数据存储领域，基于硅基微环谐振器，可以实现高速、低功耗、大容量的光盘存储。
三、硅基光电材料在太阳能电池领域中的应用太阳能是最为广泛使用的可再生能源之一，硅基光电材料在太阳能电池领域中的应用，可以提高太阳能电池的效率和光吸收的量。
太阳能电池的复合物和表面掺杂等表层修饰技术中，硅基光电材料的研究和应用，是本领域的发展热点。
硅基太阳能电池的研究多年来依旧是研究热点。
这是因为硅基太阳能电池拥有较高的光电转换效率，并且硅基材料的价格较便宜，不成膜亦可制备。
硅基太阳能电池研究及制备技术
硅基太阳能电池研究及制备技术硅基太阳能电池是目前应用最广泛的太阳能电池技术之一，其优点在于成本较低、稳定性高、寿命长等。
随着科技的不断发展和节能环保的大力倡导，人们对太阳能电池的使用需求不断扩大，硅基太阳能电池也得到了越来越广泛的应用。
本文将从研究和制备技术两个方面来探讨硅基太阳能电池。
一、硅基太阳能电池的研究硅基太阳能电池的研究始于20世纪50年代，经过几十年的发展，目前已经成为商业应用最为广泛的太阳能电池之一。
硅基太阳能电池的基本结构是pn结，它由n型硅和p型硅组成，在有光的情况下，光子能够激发电子，使其从价带跃迁到导带中，从而形成了电流。
近年来，随着科技的发展，硅基太阳能电池的研究也不断在进行着革新和升级。
一种新的硅基太阳能电池被研究出来，它比传统的硅基太阳能电池效率更高，成本更低。
这种太阳能电池被称为“极薄太阳能电池”，其厚度仅有几微米，可以被制成卷曲的柔性太阳能板，广泛应用于装备、建筑、交通等领域。
二、硅基太阳能电池的制备技术硅基太阳能电池制备技术的发展是硅基太阳能电池产业不断发展的关键。
目前，硅基太阳能电池的制备技术主要有两种，分别是多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池。
多晶硅太阳能电池是市场上使用较为广泛的一种太阳能电池，其制备工艺比较简单，成本较低，但效率较低。
制备多晶硅太阳能电池的工艺主要分为：铸造、切片、多晶硅晶体生长、花生壳型加工等步骤。
多晶硅太阳能电池因为成本低、稳定性好，被广泛应用于大规模光伏发电领域。
单晶硅太阳能电池由于其晶片结构紧密，电子传导能力强，效率更高。
由于其制备工艺比较耗费资源，成本较高，因此市场上应用较少。
制备单晶硅太阳能电池的工艺主要分为：Czochralski 法、放电加热法（DSSC法）和悬浮区法等。
这些方法都需要高温、高真空等条件，并且成本高，能源消耗大，因此市场规模相对较小。
三、结语随着人们对可再生能源的需求不断增强，硅基太阳能电池产业将有更广阔的发展前景。
2023年薄膜太阳电池行业市场发展现状
2023年薄膜太阳电池行业市场发展现状近年来，随着环保意识的普及和能源消耗量的快速增长，全球对可再生能源的需求逐渐增加。
作为其中一种可再生能源，太阳能发电技术备受关注，并在全球范围内得到快速发展。
而薄膜太阳电池，作为太阳能电池的一种重要类型，其市场前景也越来越广阔。
一、市场情况1. 全球市场据市场调研机构Grand View Research统计，全球薄膜太阳电池市场规模将在未来五年内以8.5%的年复合增长率增长，到2025年将达到87.8亿美元。
而且，随着技术不断进步和成本下降，市场需求将会继续增长。
2. 中国市场目前，中国是全球太阳能电池制造业最大的生产国，而作为其中的一部分，薄膜太阳电池市场也在不断扩大。
根据CW Research的数据，2017年中国薄膜太阳电池市场占比已达全球的36.9%。
而且，随着国家政策的不断加强，中国薄膜太阳电池市场的规模将会继续增加。
如2019年新能源汽车补贴退坡政策，针对在微型电动汽车领域具有对新能源电池生产厂家认证、商业化生产能力的企业，将给予一定量的薄膜太阳电池补贴。
二、技术进步1. 高效率相对于传统多晶硅太阳电池，目前市场上的薄膜太阳电池更具有灵活性、轻薄、易于安装等优势。
而且，随着技术的发展，薄膜太阳电池的能量转化效率也在逐渐提高。
如目前市场上的柔性有机太阳能电池，其能量转化效率已经达到了12.6%。
2. 薄膜材料同时，因为薄膜太阳电池所使用的薄膜材料的成本和能耗都比传统多晶硅太阳电池低，所以薄膜太阳电池也更具有竞争力。
目前市场上主流的薄膜材料主要有铜铟镓硫（CIGS）、钙钛矿、有机物料等。
三、市场前景1.行业整合由于供应商的增加和价格竞争，薄膜太阳电池的竞争很激烈。
在这种竞争环境下，行业整合成为了行业发展的一种必然趋势。
如2019年某国际公司收购了某薄膜太阳电池生产商，进一步加强了其在该领域的市场地位。
2. 政策支持目前，全球越来越多的政府开始采取措施，推动可再生能源的发展。
硅基太阳能电池的研究
硅基太阳能电池的研究随着燃料短缺和环境污染等问题的加剧，全球对可再生能源的需求越来越迫切。
而太阳能作为最纯净的可再生能源之一，已成为当今世界最受瞩目的能源之一。
硅基太阳能电池作为最常见的太阳能电池，一直处于不断的研究之中，以提高其转换效率。
硅基太阳能电池的结构硅基太阳能电池是由p型硅、n型硅以及接口形成的太阳能电池。
n型硅表面镀有抗反射材料，以提高光吸收效率。
p型硅和n型硅的接触面称为pn结。
当太阳能照射到pn结时，电子和空穴被激发，形成电流。
这个电流经过导线进入电路，从而产生电能。
硅基太阳能电池的优缺点硅基太阳能电池的最显著的优点就是成本相对较低，而且材料容易获取。
此外，这种电池还具有可靠性强、寿命长、环境适应性好和维护方便等优点。
而与此同时，硅基太阳能电池也存在着一些缺点，其中最重要的缺点就是低转换效率。
硅基太阳能电池的转换效率约为20%左右，这意味着只有20%的阳光能被转化成电能，其余的能量则浪费在形成热能上。
目前，硅基太阳能电池的研究主要集中在提高其转换效率和降低成本两个方面。
为了提高转换效率，研究人员正在探索不同的方法，如使用多层次结构和多晶硅等技术。
另外，一种新的材料：铟锡氧化物，也被人们用来探索提高硅基太阳能电池效率的方法之一。
研究人员认为，铟锡氧化物可以提高硅基太阳能电池对光的吸收能力，进而提高转换效率。
此外，研究人员还在不断地试图开发更高效的太阳能电池和开发更加环保的材料，以及降低硅基太阳能电池的制造成本。
总结随着人们对可再生能源的需求越来越迫切，硅基太阳能电池作为最常见的太阳能电池，一直处于不断的研究之中。
硅基太阳能电池的优点在于成本低、寿命长、环境适应性好和维护方便等等。
而硅基太阳能电池的缺点就是低转换效率。
为了解决这个问题，研究人员正在探索不同的提高效率的方法，如多层次结构和多晶硅等技术。
铟锡氧化物作为新材料，也被人们视为提高硅基太阳能电池效率的方法之一。
虽然在研究的过程中还存在一些困难，但是人们相信，随着技术的不断发展和完善，硅基太阳能电池的效率将会越来越高，成本也会越来越低，真正实现太阳能作为可再生能源的可持续发展。
太阳能电池技术的发展现状与未来
太阳能电池技术的发展现状与未来随着气候变化问题的日益突出，清洁能源的需求变得越来越迫切。
而太阳能电池技术作为一种绿色、可再生的能源解决方案，受到了越来越多人的关注。
本文将探讨太阳能电池技术的发展现状以及未来的发展趋势。
一、太阳能电池技术的发展现状太阳能电池技术已经有几十年的历史，经过多年的发展，已经取得了可喜的进展。
目前，主流的太阳能电池技术主要包括多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。
多晶硅太阳能电池是市场上应用最为广泛的一种技术，其制作工艺相对简单，成本较低。
但是，多晶硅太阳能电池在效率上仍然有一定的提升空间，其效率一般在15%到20%之间。
相比之下，单晶硅太阳能电池的效率要高一些，甚至可以达到20%以上。
单晶硅太阳能电池在能量转化效率和稳定性方面的表现更好，但其制造过程相对复杂，造成了较高的成本。
薄膜太阳能电池则是近年来崛起的一种新技术，不同于传统的硅基太阳能电池，它采用了柔性材料作为基底，可以实现轻薄柔性化的电池制作。
尽管薄膜太阳能电池的效率较低，但其开发潜力巨大，可以应用于各类可穿戴设备、移动通信和智能建筑等领域。
二、太阳能电池技术的未来发展方向在太阳能电池技术的未来发展中，人们将继续努力提高电池的能量转化效率、降低成本以及改进电池的稳定性和可靠性。
首先，提高能量转化效率是目前太阳能电池技术亟待解决的问题。
科学家们正在研究新材料、优化制造工艺，以提高电池的效率。
例如，利用纳米技术可以增加太阳能电池的吸收能力，提高光的利用率。
此外，研发更高效的光伏材料也是未来发展的重要方向之一。
其次，降低成本是推广太阳能电池技术的关键所在。
随着技术的进步和规模的扩大，太阳能电池的制造成本逐渐下降。
然而，成本仍然是限制太阳能电池技术大规模应用的瓶颈。
因此，继续改进制造工艺、降低材料成本以及提高电池的寿命，都将有助于降低太阳能电池的成本。
最后，改善太阳能电池的稳定性和可靠性也是未来发展的方向之一。
硅基薄膜太阳电池应用现状分析
硅基薄膜太阳电池应用现状分析【摘要】硅基薄膜太阳电池由于材料成本、转换效率等特点受到人们的关注，就非晶硅薄膜、多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和非微叠层太阳电池的应用和发展趋势做了简要的分析。
【关键词】太阳电池；光伏建筑一体化；薄膜随着人类社会工业化的不断发展造成资源极大浪费，生态环境恶化和破坏。
为此人类迫切建立起可再生能源为主的能源体系，可持续发展成为一切活动准则。
可以看到硅基薄膜太阳电池具有省材料、低成本、弱光性好和具有柔性的诸多优点，这些优点决定了硅基薄膜太阳电池在很多领域是有着晶体硅太阳电池所不具备的优势的。
近年，人们已经将视线放到如何更好的在生活生产中利用太阳能电池来提供清洁能源。
而这其中光伏建筑一体化是一个重要的组成部分。
建筑物太阳能电池玻璃幕墙和太阳能生态屋顶就是光伏技术应用于生活的实例。
利用太阳能发电可以部分甚至完全解决家庭和单位办公用电。
另外太阳电池玻璃幕墙不仅可以发电，作为建筑的外墙装饰也是不错的选择。
但是光伏建筑一体化必须遵循一个原则就是太阳能光伏发电系统的安装不能破坏已有建筑造型，不能破坏装饰性屋面的艺术风格，不能造成结构的重新返工，具有透光性和柔性的薄膜太阳能电池成为玻璃幕墙的不二选择。
大规模商业化生产柔性光伏组件是1998年尤尼索拉公司开始的，柔性非晶硅薄膜太阳电池组件与建筑完美结合并投入市场，光伏建筑一体化的发展开始了一个新的时代。
最后，由于薄膜太阳电池具有柔性可以随形安装、轻薄从而减轻总质量、以及抗辐照等特性，硅基薄膜太阳电池在空间用太阳电池中的应用也是的另一个发展方向。
对于硅基薄膜太阳电池技术发展的关键在于如何提高光电转换效率，而由于其厚度优势可以考虑叠层从而利用不同材料实现光谱的扩宽，因为非晶硅的带隙为1.7ev左右而微晶硅的则为1.1ev附近，能够将光谱的长波限从0.9μm拓展的1.1μm，同时也降低了不稳定的非晶顶层的厚度有效抑制光致衰减。
因而，非晶硅/微晶硅的非微叠层电池成为了人们研究的重点。
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硅基薄膜太阳电池的研究现状及前景摘要：本文着重介绍了非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池原理、制备方法，从材料、工艺与转换效率等方面讨论了它们的优势和不足之处，并提出改进方法。
同时介绍了国内外硅基薄膜太阳电池研究的进展，最后展望了薄膜太阳能电池的发展前景。
关键词：太阳能电池；薄膜电池；非晶硅；多晶硅；微晶硅；光伏建筑；最新进展1、研究现状太阳电池是目前主要的新能源技术之一，它利用半导体的光电效应将光能直接装换为电能。
目前太阳电池主要有传统的（第一代）单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、碲化镉电池、铜铟硒电池以及新型的（第二代）薄膜电池。
薄膜太阳电池可以使用其他材料当基板来制造，薄膜厚度仅需数μm，较传统太阳能电池大幅减少原料的用量。
目前光伏发电的成本与煤电的差距还是比较大，其中主要的一项就是原材料即的价格。
薄膜太阳电池消耗材料少，降低成本方面的巨大潜力。
薄膜太阳能电池的种类包括：非晶硅(a-Si)、多晶硅(poly-Si)、化合物半导体II-IV 族[CdS、CdTe(碲化镉)、CuInSe2]、色素敏化染料(Dye-Sensitized Solar Cell)、有机导电高分子(Organic/polymer solar cells) 、CIGS (铜铟硒化物)等。
如果要将太阳电池大规模应用为生活生产提供能源，那么必须选择地球上含量丰富，能大规模生产并且性能稳定的半导体材料，硅基薄膜电池的优越性由此凸显。
太阳能电池是利用太阳光和材料相互作用直接产生电能，不需要消耗燃料和水等物质，释放包括二氧化碳在内的任何气体，是对环境无污染的可再生能源。
这对改善生态环境、缓解温室气体的有害作用具有重大意义。
因此太阳能电池有望成为2l世纪的重要新能源。
本文主要综述硅基薄膜太阳电池（包括多晶硅薄膜电池、非晶硅薄膜电池）的发展现状及并简要分析其发展前景。
2、非晶硅(a-Si)薄膜太阳电池非晶硅太阳电池是上世纪70年代中期发展起来的一种薄膜太阳电池，它制备温度低，用材少，便于工业化生产，价格低廉，因而受到高度重视。
现阶段非晶硅太阳电池的转换效率已从1976年的1%~2%提高到稳定的12~14%，其中10cmХ10cm电池的转换效率为10.6%.小面积的单结的电池转换效率已超过13%。
2.1原理及结构图1 非晶硅太阳电池结构图2 非晶硅太阳电池组件非晶硅太阳电池主要是以玻璃、不锈钢等为衬底的薄膜太阳电池，结构如图1所示。
为减少串联电阻，通常用激光器将TCO膜、非晶硅(A-si)膜和铝(Al)电极膜分别切割成条状，如图2所示。
图3非晶硅太阳电池组件结构图4 非晶硅太阳电池制备过程由于太阳光谱分布较宽，现有的半导体材料只能在一有限波段转换太阳能量，所以单结太阳电池不能充分利用太阳能。
采用分波段利用太阳能光谱的叠层电池结构则是比较有效提高光电转换效率的方法。
叠层太阳电池的结构见图3。
目前常规的叠层电池结构包括a-Si/a-SiGe,a-Si/a-Si/a-SiGe,a-Si/a-SiGe/a-SiGe,a-SiC/a-Si/a-SiGe等。
2.2制备方法图4是非晶硅太阳电池制备方法示意图，把硅烷(SiH4)等原料气体入真空度保持在10—1000Pa的反应室中，射频(RF)电场产生辉光放电，原料气体被分解，在玻璃或者不锈钢等衬底上形成非晶硅薄膜材料。
如果原料气体中混入硅烷(B2H6)即能生成P型非晶硅,混入磷烷(PH3)即能生成N型非晶硅。
为得到性能良好的太阳电池，避免反应室内壁和电极上残存的杂质掺入到电池中，一般都利用隔离的连续等离子反应制造装置，即P,I,N各层分别在专用的反应室内沉积。
2.3优势及不足非晶硅太阳电池应用优势具体如下：（1）材料和制造工艺成本低。
（2）易于大规模生产。
（3）具备弱光发电的性能，该性能使得非晶硅薄膜电池受风沙、雨雪等天气的影响很小，发电时间延长。
（4）非晶硅电池工作中不受环境的影响，而晶体硅电池如果其中一小部分被遮挡，会产生孤岛效应，这将极大的降低整个组件的功率输出。
（6）具有透光性，而且组件能更好的融合于建筑，在光伏建筑一体化（BIPV）上具有很大的优势。
非晶硅太阳电池主要缺点有两个，一是它的不稳定性，即光电转换效率会随着光照时间的延续而衰减，另外光电转换效率也比较低，一般在８％到１０％之间。
2.4改进方法主要是要降低其衰减程度。
非晶硅及其合金的光暗电导率随光照时间加长而减小，经170~200 ℃温度2h，又可恢复原状，这种现象称为S-W效应。
非晶硅太阳电池光衰退的主要因素是I层的S-W效应。
因此要提高非硅太阳电池的稳定效率，首先要获得高稳定性的I层的a-Si:H材料。
方法如下：采用分室沉积技术和高真空反应室消除杂质污染；在制备方法方面分别采用了电子回旋共振化学气相沉积(ECR一CVD)、氢根化学气相沉积(HR一CVD)、热丝(HW)法沉积和三极管系统；在制备工艺方面采用了H等离子体化学退火法、H2稀释法、He稀释法和掺氟法。
采用这些制备技术和制备工艺的主要目的都是为了减少非晶硅膜中的H含量和缺陷态密度，使其形成稳定的Si-Si键和Si-H键网络结构。
比如，用常规PECVD技术制备的a-Si:H膜中含有约10%的H，而用化学退火法制备的a-Si:H膜的含H量小于9%，用热丝法制备的a-Si:H膜的含H量只有1%~2% 。
另外与微晶硅结合生成非晶硅／微晶硅异质结太阳电池也是目前非晶硅薄膜电池研究的主要方向，这种电池不仅继承了非晶硅电池的优点，而且可以延缓非晶硅电池的效率随光照衰减的速度。
3、多晶硅(poly-Si)薄膜太阳能电池3.1原理介绍多晶硅薄膜由许多大小不等，具有不同晶面取向的小晶粒构成。
其晶粒尺寸一般约在几十至几百纳米级，大颗粒尺寸可达微米级。
多晶硅薄膜太阳电池保持了晶体硅太阳电池的稳定性，大幅度降低了硅料的用量，还可以生长在廉价的衬底材料上，明显地降低了电池成本。
多晶硅薄膜电池的研究重点有两方面，一是电池衬底的选择，二是制备方法。
3.2 选择衬底(1)非硅衬底多晶硅薄膜太阳电池非硅衬底可以大幅度降低成本，但是所获得的多晶硅薄膜晶粒较小，工艺要求比较高。
图4所示的日本Kaneka公司的STAR太阳电池就属于这类电池。
它利用CVD技术在玻璃衬底上生长2nm厚的非晶硅薄膜，然后在氢原子气氛中进行重结晶，不断重复上述过程，直到底层完全晶化，再在已晶化的底层上沉积多晶硅薄膜。
STAR太阳电池的效率达到10．1％。
(2)低品质硅衬底多晶硅薄膜电池采用低品质硅带为衬底，可以直接外延生长多晶硅薄膜，并且可得到具有较大颗粒尺寸的多晶硅薄膜，工艺简单，效率较高，易于实现大规模工业化。
图5说是的就是一种以SSP硅带为衬底的多晶硅薄膜太阳电池。
在不使用钝化和陷光技术的前提下，电池的转换效率达到了8．25％。
在此基础上，通过在颗粒硅带上预先沉积一层穿孔隔离层并对沉积的多晶硅薄膜进行重结晶，制备的多晶硅薄膜太阳电池的效率达到11．2％。
图4 STAR太阳电池图5 SSP衬底上的多晶硅薄膜太阳电池3.3制备方法目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法(CVD)，等离子增强化学气相沉积(PECVD)，液相外延法(LPPE)和区熔再结晶法(ZMR)法、等离子喷涂法(PSM)、叠层法、固相结晶法(SPC)也可用来制备多晶硅薄膜电池。
等离子增强化学气相沉积（PECVD）法是利用PECVD技术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—200℃），晶粒小（～10－7m量级）。
目前最高效率达10.7％。
该方法存在生长速度太慢以及薄膜极易受损等问题，有待今后研究改进。
液相外延（LPE）法通过将硅熔融在母液里，降低温度使硅析出成膜。
美国Astro Power公司和德国Max-Plank研究所对这一技术进行了深入的研究，前者用LPE法制备的电池，效率已达12.2％。
化学气相沉积（CVD）法就是将衬底加热到适当的温度，然后通以反应气体（如SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiH4等），在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在衬底表面。
这些反应的温度通常较高，在800～1200℃之间。
可以应用再结晶技术提高晶粒尺寸，其具体方法是：先用低压化学气相沉积（LPCVD）法在衬底表面形成一层较薄的、重掺杂的非晶硅层，再用高温将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，用这层较薄的大尺寸多晶硅层作为籽晶层，在其上面用CVD法生长厚的多晶硅膜。
这种CVD法制备多晶硅薄膜太阳电池的关键是寻找一种较好的再结晶技术。
下表是主要几种不同生长方法的多晶硅薄膜太阳能电池特点的比较结果。
再结晶技术主要有固相晶化（LAR）法、区熔再结晶（ZMR）法和激光再结晶（LMC）法。
固相晶化法需对非晶硅薄膜进行整体加热，温度要求达到1414℃的硅的熔化点。
该法的缺点是整体温度较高，晶粒取向散乱，不易形成柱状结晶。
区熔再结晶法需将非晶硅整体加热至1100℃，再用一个加热条加热局部使其达到熔化状态。
加热条在加热过程中需在非晶硅表面移动。
激光退火法采用激光束的高温将非晶硅薄膜熔化结晶以得到多晶硅薄膜。
三种方法中以ZMR法最成功，日本三菱公司用该法制备的电池，效率已达16.42％，德国的Fronhaufer研究所在这方面的研究处于领先水平。
3.4研究进展近年来制备多晶硅薄膜材料的工艺技术有很大发展。
用多晶硅薄膜代替ａ-SiGe作为底部电池在进一步提高硅基薄膜太阳能电池性能方面显示出许多优势：其带隙可做1.12eV，与ａ-Si／ａ-SiGe薄膜电池相比，ａ-Si／ploy-Si薄膜电池能吸收更小能量的太阳光子，具有更高的转换效率极限；ploy-Si薄膜没有光致衰退效应。
理论计算表明，ploy-Si／ploy-Si叠层电池的效率可达２８％。
KneKa公司设计的ＳＴＡＲ结构的多晶硅薄膜电池，效率已达10.7％＜５μｍ，且无光致衰降现象；另一种SOI结构的多晶硅薄膜电池10cm×10cm，获得了高达14.22％的效率。
H.Morikawa等更制备出了效率高达16％的多晶硅薄膜电池。
德国Fraunhofer太阳能研究所通过在颗粒硅带上预先沉积一层穿孔隔离层并对沉积的多晶硅薄膜进行重结晶，制备的多晶硅薄膜太阳电池的效率达到11。
2%。
澳大利亚新南威尔士大学采用热交换法生长的多晶硅制备的多晶硅太阳能电池的转换效率达到18.2%，通改进工艺使其电池转换效率达到19.8%(1cm2)。
北京太阳能研究所在覆盖SiO2的重掺P型单晶硅衬底上制备的多晶硅薄膜太阳电池的效率达到10.2%，重掺杂抛光单晶硅衬底上制备了效率为13.6% 。
美国Astropower公司采用LPE法制备的电池效率达到12.2%。
3.5优势及不足多晶硅薄膜电池具有上述的效率高、性能稳定及成本低的优点，是降低太阳能电池成本的最有效的方法，但目前尚存在如下问题：①多晶硅薄膜低温沉积，质量差，薄膜晶粒尺寸小，电池效率低。