太阳能电池的研究
太阳能电池的研究与制备技术
太阳能电池的研究与制备技术太阳能电池是一种可以将太阳能转化为电能的设备，已经成为世界能源领域的重要研究方向之一。
在人类追求可持续发展的时代背景下，太阳能电池的广泛应用促进了改善环境，减少污染，推动了人类文明的发展。
太阳能电池的研究历史可以追溯到19世纪初，当时法国科学家贝克勒耳发现一种基于半导体的太阳能电池效应。
在随后的100多年时间里，太阳能电池的制备技术不断提升，在材料、设计、生产等方面取得了多项重要进展。
太阳能电池的材料是制备太阳能电池的关键之一。
而能够产生太阳能电池效应的物质必须是“半导体”，因为它既能导电又能隔绝电流。
世界上大部分太阳能电池使用的是硅材料，因其稳定性和效率较高而成为主流。
但是，硅材料的制备困难，而且太阳能电池效率与硅材料的纯度直接相关，硅太阳能电池的制备和使用成本都较高，限制了其在大规模应用中的发展。
因此，研究人员一直在寻找材料更为廉价、效率更高的新型太阳能电池。
其中铜铟硒材料太阳能电池已经成为发展较快的一种，它的拓扑结构独特且半导体对电子的吸收更高效，可以在不增加生产成本的情况下提高转换效率。
铜铟硒太阳能电池的制备难度与硅太阳能电池相当，但其短脚效应和弱磷氧化物对太阳能电池的影响已经得到了一定的解决。
太阳能电池的设计也是决定其效率的关键之一，其中最主要的因素是太阳能电池的接触面积。
接触面积越大，电池的能量转换效率越高。
一种解决方案是使用三维太阳能电池，这种技术依赖于多个电池在锥形表面上的排列，可以实现完全覆盖灰尘和其他杂质。
太阳能电池的生产是一个复杂的过程，涉及到多种技术。
常见的生产过程包括注入、扩散、电镀、腐蚀和涂层等。
每个阶段都需要严密控制，以确保太阳能电池在生产过程中的质量和效率。
除了硅材料和铜铟硒材料太阳能电池，氢化铟镓（InGaP）太阳能电池和镍酸钴（NiCo）太阳能电池等也都是研究的热点。
未来几年，随着太阳能电池材料研发的深入和技术的进一步提升，太阳能电池的效率和生产成本有望实现双提升，用于大规模应用。
研究太阳能电池的物理
研究太阳能电池的物理太阳能电池是一种利用太阳能将光能转化为电能的装置。
它是一种清洁、可再生的能源技术，具有广阔的发展前景。
本文将从物理学角度对太阳能电池的原理、结构和性能进行研究。
一、太阳能电池的原理太阳能电池的核心是光电效应。
当阳光照射在半导体材料上时，光子会与半导体原子相互作用，将光能转化为电子能。
这个过程中，光子的能量会将半导体材料的价带电子激发到导带，形成自由电子和空穴。
自由电子和空穴的运动产生了电流，进而产生了电能。
二、太阳能电池的结构太阳能电池通常由多个薄层组成。
其中最关键的是PN结构，它由P型半导体和N型半导体组成。
P型半导体中的杂质原子含有较多的电子，而N型半导体中的杂质原子含有较多的空穴。
PN结构的形成使得P型半导体和N型半导体之间形成了电场，这个电场可以将光生电子和空穴分离，使电子流向P型半导体，空穴流向N型半导体，产生电流。
三、太阳能电池的性能太阳能电池的性能主要取决于其转换效率、响应波长范围和稳定性等因素。
1. 转换效率：太阳能电池的转换效率指的是将阳光能量转化为电能的比例。
目前最高效的太阳能电池转换效率超过了20%。
提高太阳能电池的转换效率是研究的重点之一。
2. 响应波长范围：太阳能电池对太阳光谱中的不同波长光的响应程度不同。
优秀的太阳能电池应该能够充分利用可见光和红外光的能量，以提高光能的利用效率。
3. 稳定性：太阳能电池使用寿命长短和稳定性直接影响其实际应用。
研究人员不断努力改进太阳能电池的稳定性，降低材料的衰减速度，延长电池的使用寿命。
四、太阳能电池的发展前景随着对清洁能源需求的不断增加以及对传统能源的限制，太阳能电池作为一种可再生能源技术，其发展前景广阔。
1. 普及应用：太阳能电池逐渐应用于居民住宅、商业建筑和城市基础设施等领域，可以为人们提供清洁、可靠的能源供应。
2. 科研发展：科研人员在太阳能电池领域持续研究，致力于提高太阳能电池的效率、降低成本，以及探索新型材料和结构。
太阳能电池特性研究实验报告
太阳能电池特性研究实验报告太阳能电池特性研究实验报告引言：太阳能作为一种清洁、可再生的能源，近年来备受关注。
太阳能电池作为太阳能利用的核心技术之一，其特性研究对于提高太阳能利用效率具有重要意义。
本实验旨在探究太阳能电池的特性及其对环境因素的响应。
一、实验目的本实验旨在研究太阳能电池的特性，包括开路电压、短路电流、填充因子和转换效率，并探究环境因素对太阳能电池特性的影响。
二、实验原理太阳能电池是利用光生电压效应将太阳能转化为电能的装置。
在太阳能电池中，光线照射到半导体材料上，激发出电子-空穴对，形成光生电流。
通过将正负极连接外部电路，可以将光生电流转化为电能。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料和设备，包括太阳能电池、光源、电压表、电流表和电阻箱等。
2. 将太阳能电池置于光源下方，调整光源的强度，使得太阳能电池表面接收到均匀的光照。
3. 使用电压表和电流表分别测量太阳能电池的开路电压和短路电流。
4. 调整电阻箱的阻值，改变电路中的负载，记录太阳能电池的输出电压和输出电流。
5. 根据实验数据计算太阳能电池的填充因子和转换效率。
通过实验测量，得到了太阳能电池在不同光照强度下的开路电压和短路电流。
随着光照强度的增加，太阳能电池的开路电压呈现出先增大后减小的趋势，而短路电流则随光照强度的增加而增加。
这是因为在光照较弱时，太阳能电池中的载流子复合速率较慢，导致开路电压较低。
随着光照强度的增加，载流子的生成速率增加，导致短路电流增加。
然而，当光照强度过高时，太阳能电池中的电子-空穴对的生成速率达到饱和，载流子复合速率也增加，导致开路电压下降。
填充因子是太阳能电池特性的重要参数之一，它反映了太阳能电池的电流输出能力。
通过实验测量的数据，可以计算出太阳能电池的填充因子。
填充因子的大小受到太阳能电池的内部电阻和光照强度的影响。
当太阳能电池的内部电阻较小时，填充因子较大；而当光照强度较小时，填充因子较小。
转换效率是衡量太阳能电池性能的指标之一，它反映了太阳能电池将太阳能转化为电能的能力。
太阳能电池特性研究实验报告
太阳能电池特性研究实验报告实验目的：本实验旨在研究太阳能电池的特性，包括其源电压、最大功率点、短路电流、开路电压等参数的测量与分析。
实验仪器：太阳能电池板、电子负载、数字万用表、直流电源、光强计、亚麻线等。
实验步骤：1.搭建实验电路，将太阳能电池板与电子负载、直流电源、数字万用表、光强计等设备按照实验要求连接起来；2.将电池板朝向太阳，并利用光强计调节光照强度，使其保持恒定不变；3.通过调节电子负载，将太阳能电池输出电流调整到不同值，记录下此时太阳能电池的输出电压、电流和光照震荡度等参数，并计算得出其等效电阻；4.统计数据，绘制实验结果图表；5.分析实验结果，比较其与标准太阳能电池参数的区别，并解释原因。
实验结果：通过实验，我们得出如下结果：1.太阳能电池的源电压随着光照强度的增加而增大；2.当太阳能电池的输出电流为最大功率点时，其输出功率达到最大值；3.短路电流是一个恒定的值，不随光照强度而变化；4.开路电压随着光照强度的增加而略有增大。
实验分析：从实验结果来看，与标准太阳能电池相比，我们的实验结果比较接近。
这表明我们的实验操作规范、数据准确。
但是，我们发现开路电压和最大功率点的偏差比较大，原因可能是我们使用的太阳能电池板质量不佳，功率转换效率不够高。
综上所述，通过本实验，我们了解了太阳能电池的特性，为今后的太阳能电池研究提供了依据。
同时，我们也发现了实验中存在的问题，为今后的改进提出了一些建议。
实验结论：太阳能电池的特性表现为：源电压随着光照强度的增加而增大，当电池输出电流为最大功率点时，其输出功率达到最大值。
短路电流是一个恒定的值，不随光照强度而变化。
开路电压随着光照强度的增加而略有增大。
本实验结果比较接近标准太阳能电池参数，但存在偏差，可能是由于太阳能电池板的质量不佳。
太阳能电池基本特性研究实验报告
太阳能电池基本特性研究实验报告一、引言。
太阳能电池是一种能够将太阳光直接转化为电能的装置，是目前可再生能源中应用最为广泛的一种。
太阳能电池的基本工作原理是利用光伏效应将太阳光能转化为电能。
本实验旨在研究太阳能电池的基本特性，为进一步了解太阳能电池的工作原理和性能提供实验数据和分析。
二、实验目的。
1. 研究太阳能电池的工作原理；2. 测量太阳能电池的输出电压和电流随光照强度的变化规律；3. 分析太阳能电池的最大功率点及其影响因素。
三、实验原理。
太阳能电池是由多个光伏电池组成的，光伏电池是一种能够将太阳能直接转化为电能的半导体器件。
当太阳光照射到光伏电池上时，光子能量被半导体材料吸收，激发出电子-空穴对，从而产生电流。
太阳能电池的输出特性与光照强度、温度等因素密切相关。
四、实验内容与步骤。
1. 实验仪器，太阳能电池、光照度测量仪、电压表、电流表、直流电源等；2. 实验步骤：a. 将太阳能电池放置在光照度测量仪下，并连接电压表和电流表；b. 调节直流电源输出电压，记录不同光照强度下太阳能电池的输出电压和电流值；c. 分析数据，绘制太阳能电池输出特性曲线。
五、实验数据与分析。
通过实验测量和数据处理，得到了太阳能电池在不同光照强度下的输出电压和电流值，绘制了太阳能电池的输出特性曲线。
实验结果表明，太阳能电池的输出电压和电流随光照强度的增加而增加，但在一定光照强度范围内，太阳能电池的输出功率并不是随着光照强度的增加而线性增加，而是存在一个最大功率点。
六、实验结论。
1. 太阳能电池的输出电压和电流随光照强度的增加而增加；2. 太阳能电池存在最大功率点，该点受光照强度和温度等因素影响；3. 实验结果验证了太阳能电池的基本特性。
七、实验总结。
通过本次实验，我们对太阳能电池的基本特性有了更深入的了解，掌握了太阳能电池的输出特性曲线绘制方法，为今后的太阳能电池研究和应用奠定了基础。
八、参考文献。
1. 高等学校太阳能电池实验教学研究组. 太阳能电池实验教学研究[M]. 北京: 清华大学出版社, 2010.2. 刘志远. 太阳能电池原理与应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2008.以上就是本次太阳能电池基本特性研究实验的全部内容，谢谢阅读！。
太阳能电池的制备方法及表征研究
太阳能电池的制备方法及表征研究随着科技的不断进步以及传统能源的逐渐枯竭，太阳能电池作为一种清洁、可再生的新能源逐渐受到人们的重视。
太阳能电池利用太阳辐射的能量转化为电能，是典型的光电转换器件，其主要材料为半导体材料。
本文将详细介绍太阳能电池的制备方法及表征研究。
一、太阳能电池的制备方法太阳能电池制备的主要过程包括材料的制备、器件的制备以及器件的性能表征等方面。
1.材料的制备太阳能电池的主要材料为半导体材料，其中最常用的是硅材料。
硅材料有很多制备方法，最常见的包括：单晶法、多晶法、气相沉积法、分子束外延法等。
其中，单晶法制备的硅材料晶格完整、晶体质量较好，但制备成本较高；多晶法制备的硅材料成本较低，但晶体质量不够好；气相沉积法、分子束外延法制备的硅材料成本高，但晶格完整，晶体质量好。
2.器件的制备太阳能电池的器件主要由P型半导体、N型半导体和PN结组成。
其制备过程主要包括：选材、晶片制备、晶片抛光、清洗、氧化、扩散等步骤。
其中，扩散是整个器件制备过程中最为关键的一环，其质量的好坏直接影响器件的性能。
3.器件的性能表征太阳能电池的性能包括：光电转换效率、光电流、开路电压、填充因子等指标。
其中，光电转换效率是衡量太阳能电池性能最关键的指标。
其计算公式为：η=(Voc×Jsc×FF)/Pinc，其中，Voc 为开路电压，Jsc为光电流，FF为填充因子，Pinc为光强。
除此之外，在太阳能电池性能表征方面还有光致发光、光电流谱分析、暗电流等多种研究方法。
二、太阳能电池的表征研究太阳能电池的表征研究是指对太阳能电池材料、器件及其性能数据进行分析研究的过程。
其目的是为了更好地理解太阳能电池的性质以及寻找改进器件性能的途径。
1.结构表征太阳能电池的结构表征主要包括晶粒尺寸、晶粒形态、晶格结构、表面形貌等方面。
常用的表征方法有扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等。
太阳能电池研究的进展与展望
太阳能电池研究的进展与展望太阳能电池是利用太阳能进行能量转换的一种设备，具有环保、可再生、符合可持续发展等诸多优点。
自20世纪70年代以来，太阳能电池的研究一直在不断发展，目前已经成为一种重要的可再生能源。
本文将从太阳能电池的工作原理、发展情况、技术路线等方面，对太阳能电池的研究进展与展望进行探讨。
一、太阳能电池的工作原理太阳能电池基本上是由半导体材料制成的，其工作原理与PN结相类似。
当光子进入太阳能电池并被吸收时，会将半导体的电子激发出来，从而形成带电载流子。
带电载流子在电场的作用下运动，从而产生电流。
太阳能电池的输出功率与光照强度和温度等因素有关。
二、太阳能电池的发展情况1.第一代太阳能电池第一代太阳能电池是由单一材料制成的，主要是硅材料。
1960年代初期，研究人员创造了符合实际应用的太阳能电池，并为人们提供了一种非常有前途的能源形式。
2.第二代太阳能电池第二代太阳能电池主要是采用多晶硅材料，具有更高的转换效率。
同时，还出现了一些新的太阳能电池技术，如薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池等。
3.第三代太阳能电池第三代太阳能电池是指一类新型太阳能电池，包括有机太阳能电池、量子点太阳能电池、柔性太阳能电池等。
这些新型太阳能电池具有更高的转换效率和更加灵活的使用方式。
三、太阳能电池技术路线太阳能电池的技术路线主要包括材料、结构和制造工艺等方面。
现在主要的技术路线分别是晶体硅太阳能电池、硅薄膜太阳能电池、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等。
1.晶体硅太阳能电池晶体硅太阳能电池是世界上应用最广泛的太阳能电池。
其主要优点是性能稳定、寿命长、制造成本低廉、光伏电池的转换效率高等。
但是其缺点是生产过程对环境污染较大，生产成本较高，制造成本受到金属成本的压制，成本优势不大。
2.硅薄膜太阳能电池硅薄膜太阳能电池是一种新型的太阳能电池，主要优点是生产工艺简单，制造成本低，但是其转化效率较低，还不能很好地应用在建筑、汽车等领域。
太阳能电池基本特性研究
太阳能电池基本特性研究太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备，具有很多的基本特性。
本文将从以下三个方面探讨太阳能电池的基本特性：工作原理、输出参数和性能指标。
一、工作原理太阳能电池的工作原理就是光生电效应。
它由两个半导体材料夹在一起，一个为p型半导体（具有正电荷），另一个为n型半导体（具有负电荷）。
当光子照射在p-n电池结上时，它会激发电子从价带跃迁到导带，这样就形成了电子空穴对。
电子和空穴由于半导体材料特殊构造而不能自由移动，但它们会在p-n电池结中发生扩散和漂移，这就形成了电流。
二、输出参数太阳能电池的输出参数包括电压、电流、功率和转换效率。
其中，电压和电流是太阳能电池最基本的输出参数，通常被称为“短路电流”和“开路电压”。
短路电流是太阳能电池在最大输出功率点上的输出电流，而开路电压则是太阳能电池在无负载时的输出电压。
功率是由电压和电流组合而成的，表示的是太阳能电池的最大输出功率。
转换效率是太阳能电池将光能转化为电能的能力，它是太阳能电池性能的最重要指标之一。
三、性能指标太阳能电池的主要性能指标包括峰值功率、开路电压、短路电流、填充因子、温度系数和寿命等。
峰值功率是太阳能电池在标准测试条件下的最大输出功率，它可以直接反映太阳能电池的性能优劣。
开路电压和短路电流也是太阳能电池的重要性能指标之一，它们决定了太阳能电池在使用过程中的电压和电流大小。
填充因子反映的是太阳能电池电流和电压之间的匹配度，它越大表示太阳能电池的性能越好。
温度系数表示太阳能电池在不同温度下的输出功率变化程度，它通常被用来判断太阳能电池是否适用于不同的工作环境。
寿命反映的是太阳能电池的使用寿命，它是影响太阳能电池性能的重要因素之一。
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太阳能电池研究进展文献综述吴雨航（乐山师范学院物理与电子工程学院乐山 614000 ）摘要：能源和污染问题伴随人类的脚步进入21世纪。
太阳能作为清洁能源,是解决人类能源困境的最佳选择。
在太阳能的各种有效利用方式中,太阳能电池由于其可以直接将光能转换成电能的优点,成为最简洁光电转换方式。
本文主要阐述了文章主要从太阳能电池的发展历程，太阳能电池的种类以及太阳能电池的现状。
关键词：太阳能电池；太阳能电池种类；光伏效应；研究进展引言：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40min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。
1954年美国贝尔实验室制造出第一块实用的硅太阳电池（转换效率只有6％），初期由于价格昂贵只能用于一些特殊的应用，如人造地球卫星上。
到了20世纪60年代和70年代初期，太阳电池价格昂贵，每峰瓦的价格以百美元计，只能应用在无电又特别需要电的特殊场合，如航标灯、通讯和照明等。
通过半个世纪的努力，大规模生产的晶体硅太阳电池的转换效率已经达到14％~15％，太阳电池的造价和发电成本已分别降至每峰瓦3美元和每度电25美分，世界太阳电池的年产量达到了540MW。
即使如此，其主要应用范围仍然是边远无电地区，解决照明、电视、冰箱、录音机用电以及微波中继站、航空航海信号灯、气象监测、光伏水泵等的用电。
由于太阳能发电具有无污染、安全、寿命长、维护简单、资源永不枯竭等特点，随着世界范围内能源的短缺以及人们环保意识的增强，太阳能被认为是21世纪最重要的新能源。
自20世纪80年代以来其产业得到了迅速发展，光伏产业成为了全球发展最快的新兴行业之一。
而作为整个光伏产业的核心，太阳电池也得到了快速发展。
1.太阳能电池的发展进程1.1第一代太阳能电池包括单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池。
从单晶硅太阳能电池发明开始到现在，尽管硅材料有各种问题，但仍然是目前太阳能电池的主要材料，其比例约占整个太阳电池产量的90％以上。
我国北京市太阳能研究所从20世纪90年代起开始进行高效电池研究，采用倒金字塔表面织构化、发射区钝化、背场等技术，使单晶硅太阳能电池的效率达到了19.8％。
1.2第二代太阳能电池第二代太阳电池是基于薄膜材料的太阳电池。
薄膜技术所需的材料较晶体硅太阳电池少得多，且易于实现大规模生产。
薄膜电池主要有非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉以及铜铟硒薄膜电池。
我国南开大学于20世纪80年代末开始研究铜铟硒薄膜电池，目前在该研究领域处国内领先、国际先进地位。
其制备的铜铟硒太阳电池的效率已经超过12％。
铜铟硒薄膜太阳电池的试生产线亦已建成。
我国在染料敏化纳米薄膜太阳电池的科学研究和产业化研究上都与世界研究水平相接近。
在染料敏化剂、纳米薄膜修饰和电池光电效率上都取得与世界相接近的科研水平，在该领域其有一定的影响。
1.3第三代太阳能电池第三代太阳电池必须具有以下条件：薄膜化，转换效率高，原料丰富且无毒。
目前第三代太阳电池还在进行概念和简单的试验研究。
已经提出的第三代太阳电池主要有叠层太阳电池、多带隙太阳电池等。
虽然太阳能电池材料的研究已到了第三个阶段，但是在工艺技术的成熟程度和制造成本上，都不能和常规的硅太阳能电池相提并论。
硅太阳能电池的制造成本经过几十年的努力终于有了大幅度的降低，但是与常规能源相比，仍然比较昂贵，这又限制了它的进一步大规模应用。
鉴于此点，开发低成本，高效率的太阳能电池材料仍然有很长的路要走[1]。
2．太阳能电池的种类2.1 硅太阳能电池硅太阳能电池中以单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。
在大规模应用和工业生产中，单晶硅太阳能电池占据主导地位，但单晶硅材料价格高而且制备工艺相当繁琐。
为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳能电池，其中典型代表有以高温、快速制备为发展方向的多晶硅薄膜太阳能电池和叠层(多结)非晶硅太阳电池。
2.2多晶硅薄膜太阳能电池通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350～450μm 的高质量硅片上制成的，这种硅片由提拉或浇铸的硅锭锯割而成，因此实际消耗的硅材料更多。
为了节省材料，上世纪70年代中期人们就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜，但由于生长的硅膜晶粒太小未能制成有价值的太阳能电池。
为了获得大尺寸晶粒的薄膜，目前较成功的为化学气相沉积法:包括低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子增强化学气相沉积(PECVD)和快热化学气相沉积(RTCVD)工艺。
此外，液相外延法(LPE)[2]和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。
德国夫朗霍费太阳能研究所采用RTCVD法在SSP衬底上制备的太阳能电池转换效率可达8%以上，国内的北京太阳能研究所也采用RTCVD对多晶硅薄膜太阳能电池的制备作了尝试。
美国Astropower公司采用LPE制备的电池效率达12.12%。
中国光电发展技术中心的陈哲艮[3]研究员采用液相外延法在冶金级硅片上生长出硅晶粒，并设计了一种类似于晶体硅薄膜太阳能电池的新型太阳能电池。
多晶硅薄膜电池所使用的硅远较单晶硅少，无效率衰退问题,并且有可能在廉价衬底材料上制备，成本远低于单晶硅电池而效率高于非晶硅薄膜电池,具有良好的发展前景。
2.3非晶硅薄膜太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池由于其成本低、便于大规模生产而普遍受到人们的重视并得到发展[4]。
目前非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法有很多，以PECVD 法最为成熟。
该法可以在低温下来制备非晶硅薄膜太阳能电池。
其中单结非晶硅太阳能电池转换效率已超过12.15 %[5]。
日本中央研究院制得的非晶硅电池的转换效率最高为13.12 %[6]。
南开大学的耿新华等[7]采用工业用材料，以铝背电极制备出面积为20×20cm2、转换效率为8.128%的a-Si/a-Si叠层太阳能电池。
由于非晶硅的光学带隙为1.7eV，使材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率。
此外，其光电效率会随着光照时间的延续而衰减，即所谓的光致衰退S-W效应[8]，使得电池性能不稳定。
解决这些问题的途径就是制备叠层太阳能电池,该方面研究已取得两大进展:第一，三叠层结构非晶硅太阳能电池转换效率达到13%;第二,三叠层太阳能电池年生产能力达5MW[9]。
2.4 多元化合物薄膜太阳能电池单晶硅电池的替代品主要包括砷化镓等Ⅲ-Ⅴ族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。
与非晶硅薄膜太阳能电池相比，上述电池具有效率高、成本低、易于大规模生产的特点。
但由于镉有剧毒，容易产生环境污染问题。
因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代品。
砷化镓等Ⅲ-Ⅴ族化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高的转换效率也受到人们的普遍重视。
Ⅲ-Ⅴ族化合物，如GaAs、GaSb、GaInP等电池材料都得到了开发。
1998年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的GaAs太阳能电池转换效率为24.12%，首次制备的GaInP电池转换效率为14.7 %。
该研究所还采用堆叠结构制备GaAs/GaSb电池，该电池是将两个独立的电池堆叠在一起，GaAs作为上电池，下电池用的是GaSb。
所得到的电池效率可达31.11%.铜铟硒CuInSe2简称CIS，其能隙为1.1eV 适于太阳光的光电转换。
另外，CIS薄膜太阳能电池不存在光致衰退问题，可用作高转换效率薄膜太阳能电池材料。
主要制备方法有真空蒸镀法和硒化法。
其转换效率从上世纪80年代最初的8%已发展到目前的15%左右[10]。
日本松下公司开发的掺镓的CIS电池，光电转换效率已达15.13 %(面积1cm2)。
CIS作为太阳能电池的半导体材料，具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，但铟和硒都是比较稀有的元素，不易获得。
2.5 有机物太阳能电池有机物太阳能电池制备工艺简单(真空蒸镀或涂敷)，具有制造面积大、廉价、简易、柔性等优点，可以制备在可卷曲折叠的衬底上形成柔性的太阳能电池。
目前，有机太阳能电池在特定条件下光电转换率已达9.15%[11]。
1974年,K.Ghosh等制造出Al/MgPc/Ag肖脱基势垒(Schottky-barrier)光电池，对短路电流、有机染料光吸收常数、有机膜层厚度、载流子扩散长度等的关系进行了研究.A.R. Inigo 等在Polyaniline (Pani) Schottky - barrier 电池中加入CuPc 粉末,增加并拓宽了有机膜层的光吸收幅度;在CuPc单晶中掺杂I2 时，CuPc层的电导率增大3个数量级.G.D.Sharma等对金属/染料或敏化染料SnO2的Schottky- barrier电池研究发现通过对染料的敏化和提高电极的功函，势垒高度和激活能都得到了降低。
染料敏化后金属/半导体界面的耗尽层宽度减小，导致近界面的电场增强，强电场迅速将激子分裂成自由电子和空穴，因而提高了电导率和整体效率;另一方面由于空间电荷密度提高而导致的耗尽层宽度收缩也可能限制有机光电池的性能。
另外，入射Schottky-barrier电池光电导层的光强有很大部分被电极反射掉，降低了光电池转换效率.S.Hayashi等从共振观点出发，用SPP(surface plasmon polaritons) 激发技术改善了CuPc Schottky- barrier电池,在入射角45°的白光照射下，光电转换效率提高到原来的2.13倍。
2.6纳米晶化学太阳能电池湿化学太阳能电池是一种通过光电极将太阳能转换为电能或电能和化学能的电器件。
目前最成功的是Gratzel 等[12]人提出的染料敏化纳米二氧化钛薄膜为光阳极的太阳能光电池(简称为Gratzel 电池) ,其光电转换效率在模拟日光照射下(AM1.5) 已达10 %.Muakoshi 等[13]以纳米二氧化钛颗粒表面合成导电聚合物聚吡咯作为正负极间电荷输运的传导介质,建立了一种固态光电池。
Gratzel 等[14]用一种有机空穴导电材料代替液态电解质,结合吸附染料的纳米二氧化钛薄膜制成固态光电池,其单色光电转换效率达到33 % ,使染料敏化纳米薄膜太阳能光电池的研究向实际应用迈出了一大步。
Schon 等[15]报道了通过在有机光电二极管中进行有机材料的分子掺杂可以提高光电转换效率。
这种由掺杂的并五苯构成的薄膜器件的出现对高效太阳能电池的生产是一个巨大的推动。
染料敏化湿化学太阳能电池由镀有透明导电膜的导电基片、多孔纳米晶TiO2 薄膜、染料光敏化剂、电解质溶液及透明对电极等几部分构成。