硅光电池
分析和测定硅光电池的特性
见图一。 见图一。
若确定光照的距离， 若确定光照的距离，设法通过改变光照的强度来 获得硅光电池上电信号的强度。 获得硅光电池上电信号的强度。
见图二。 见图二。
硅光电池的内阻值对实际应用中与外电路的阻抗匹配会带来一 些需要考虑的问题。若硅光电池在光照的光强、 些需要考虑的问题。若硅光电池在光照的光强、光波波长及距离确 定的条件下，设法先测得硅光电池的开路电压值Uk Uk， 定的条件下，设法先测得硅光电池的开路电压值Uk，当它与某一电 阻相接时，见图三。 阻相接时，见图三。
光源
硅光电池
电流表
电阻箱
电压表
实验器材： 实验器材：
硅光电池(太阳能电池) 1、硅光电池(太阳能电池)。 数显式多用电表（ 2、数显式多用电表（使用说明见补充讲义 附录一的内容）。 附录一的内容）。 光源。 3、光源。 测距装置。 4、测距装置。 电阻箱。 5、电阻箱。 导线等。 6、导线等。
测距装置
实验目的： 实验目的：
1.了解硅光电池的基本特性。 1.了解硅光电池的基本特性。 了解硅光电池的基本特性 2.学会测量硅光电池基本参数的方法。 2.学会测量硅光电池基本参数的方法。 学会测量硅光电池基本参数的方法
实验原理： 实验原理：
硅光电池能将光信号转变为电信号， 硅光电池能将光信号转变为电信号，在其转 换的过程中会产生一些人们所关注的问题。 换的过程中会产生一些人们所关注的问题。 1.如转换的效率关系。 1.如转换的效率关系。 如转换的效率关系 2.转换能量与光源到硅光电池板间的距离关系 转换能量与光源到硅光电池板间的距离关系。 2.转换能量与光源到硅光电池板间的距离关系。 3.硅光电池的内阻值。 3.硅光电池的内阻值。 硅光电池的内阻值 4.硅光电池的开路电压值 硅光电池的开路电压值。 4.硅光电池的开路电压值。 5.硅光电池的最大输出功率值 硅光电池的最大输出功率值。 5.硅光电池的最大输出功率值。 6.硅光电池的质量鉴别指标等等 硅光电池的质量鉴别指标等等。 6.硅光电池的质量鉴别指标等等。
硅光电池特性的研究实验报告（DOC）
硅光电池基本特性的研究太阳能是一种清洁能源、绿色能源，许多国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究和利用。
硅光电池是一种典型的太阳能电池，在日光的照射下，可将太阳辐射能直接转换为电能，具有性能稳定，光谱范围宽，频率特性好，转换效率高，能耐高温辐射等一系列优点，是应用极其广泛的一种光电传感器。
因此，在普通物理实验中开设硅光电池的特性研究实验，介绍硅光电池的电学性质和光学性质，并对两种性质进行测量，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值。
[实验目的]1．测量太阳能电池在无光照时的伏安特性曲线；2.测量太阳能电池在光照时的输出特性，并求其的短路电流I SC、开路电压U OC、最大FF3.测量太阳能电池的短路电流I及开路电压U与相对光强J /J0的关系，求出它们的近似函数关系；[实验原理]1、硅光电池的基本结构目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用，硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元，深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN结原理﹑光电效应理论和光伏电池产生机理。
零偏反偏正偏图 2-1. 半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区图2-1是半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区，当P型和N型半导体材料结合时，由于P型材料空穴多电子少，而N型材料电子多空穴少，结果P 型材料中的空穴向N型材料这边扩散，N型材料中的电子向P型材料这边扩散，扩散的结果使得结合区两侧的P型区出现负电荷，N型区带正电荷，形成一个势垒，由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行，当两者达到平衡时，在PN结两侧形成一个耗尽区，耗尽区的特点是无自由载流子，呈现高阻抗。
当PN 结反偏时，外加电场与内电场方向一致，耗尽区在外电场作用下变宽，使势垒加强；当PN结正偏时，外加电场与内电场方向相反，耗尽区在外电场作用下变窄，势垒削弱，使载流子扩散运动继续形成电流，此即为PN 结的单向导电性,电流方向是从P 指向N 。
大学物理实验实验31 硅光电池实验马红
系曲线。
思考题
• 1．光电池在工作时为什么要处于零偏或负偏？ • 2．光电池用于线性光电探测器时，对耗尽区的内 部电场有何要求？ • 3．光电池对入射光的波长有何要求？ • 4．当单个光电池外加负载时，其两端产生的光伏 电压为何不会超过0.7伏？ • 5．如何获得高电压、大电流输出的光电池？
λ＝h c / Eｇ
发光二极管输出光功率P与驱动电流I的关系： P = ηEp I/ e 本实验用一个驱动电流可调的红色超高亮度发 光二极管作为实验用光源。
图示.LED发光二极管的正弦信号调制原理
15
实验内容
一、 硅光电池零偏和反偏时光电流与输入光信号 关系特性测定
将硅光电池输出端连接到I / V转换模块输入端，将I /
将功能转换开关打到“负载”处，将硅光电 池输出端连接恒定负载电阻（R分别取1KΩ和 10KΩ）和数字电压表，调节发光二极管静态驱动 电流，测定光电池输出电压随输入光强度的关系 曲线。
三、 硅光电池伏安特性测定
输入光强度不变时（驱动电流分别取5 mA
和15mA），测定当负载在 0.5kΩ～9.5kΩ的范围
实验背景
光电池是一种光电转换元件，它不需外加电 源而能直接把光能转换为电能硅光电池是根据光 生伏特效应而制成的光电转换元件性能稳定，光 谱响应范围宽，转换效率高，线性相应好，使用 寿命长，耐高温辐射，光谱灵敏度和人眼灵敏度 相近等。它在分析仪器、测量仪器、光电技术、 自动控制、计量检测、计算机输入输出、光能利 用等领域用作探测元件，得到广泛应用
示波器?tkgd1型硅光电池特性实验仪仪器介绍?tkgd1型硅光电池特性实验仪一pn结的形成及工作原理当当p型和n型半导体材料结合时p型n型型材料中的空穴电子向n型p型材料这边扩散扩散的结果使得结合区形成一个势垒由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行当两者达到平衡时在pn结两侧形成一个耗尽区
硅光电池特性实验
图 1-2 光电池的入射光强-电流电压特性曲线
VOC 随入射光强按对数规律变化，ISC 与入射光强成线性关系。
光电池用作探测器时，通常是以电流源形式使用，总要接负载电阻 RL，这时电流记作 I LC ， 它与入射光强不再成线性关系， RL 相对光电池内阻 Rd 越大，线性范围越小，如下图所示：
图 1-3 光电池的入射光强-电流-负载特性曲线
表 1-6
光照度（Lx）
50
100
200
300
电流（μA）
电压（mV）
表 1-7
光照度（Lx）
50
100
200
300
电流（μA）
电压（mV）
表 1-8
光照度（Lx）
50
100
200
300
电流（μA）
电压（mV）
9）实验完毕，关闭电源，拆除所有连线。
6、硅光电池光谱特性测量
实验方法与短路电流测试方法基本一样，不同点就是光源采取全彩灯光源，光源特性测
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光电技术创新综合实验平台实验指导书
图 1-9 硅光电池光照特性电路
5）将负载换成分别换成 10K、47K、100K，分别记录电流表的读数，填入表 1-4。 6）重复以上方法，分别测量光照度为 100 Lx、200 Lx、300 Lx 下的光电流值，并记录下 来，同时关闭电源。
表 1-4
图 1-10 硅光电池伏安特性电路
5）重复以上方法，测量照度分别为 100Lx、200 Lx、300 Lx 下的光生电压值和光生电流 值，填入表 1-5。
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表 1-5
光照度（Lx）
50
硅光电池实验报告
实验是对理论的验证，所以实验也分探究性实 验课验证性实验，我们所做的是探究性的实 验，所以在数据的处理方面，和测试方面更 重要，在数据在绘成表格的时候，是对还是 错就一目了然，而我们组，在做实验的时候， 前几个实验还好，在测E值的时候，测错了， 导致了实验的失败，但正是做错了，才对这 个位置记得深刻!
光生电流 0.01 10.0 20.2 30.4 （uA）
数据处理 数据分析：由图数据可知电流与光照 呈线性关系，而电压则成非线性关系 增加！
硅光电池的光照电流电压特性曲线
光生电流\mA
开路电压 短路电流
400 300 200 100 0 0
70 20 -30 100 200 300 400 500 600 700 光照度\Lx
硅光电池实验报告
程 磊：11012970
刘仁浩：11012330
赵水仙：11012914 实验日期：2012年10月19日 指导教师：王凌波
实验内容
硅光电池短路电路测试实验 硅光电池开路电压测试实验 硅光电池光电特性测试实验 硅光电池伏安特性测试实验 硅光电池负载特性测试实验 硅光电池光谱特性测试实验
以为这组数据比 较多，所以没有 列出
电流（uA)
硅光电池的负载特性 70 60
电流（uA）
50 40 30 20 10 0 0 100 200 300 400 光照度（lx） 500 600 700 510 1K 5.1K 10k
数据分析：在同负载的情况下，电流随着光照度的增加，电流也随之增加，当 在光照度相同的时候，在光照度比较小的时候负载对电流的影响不大，超过某 光照度的时候，电阻越小，电路中电流就会明显的比电阻大的电流大
硅光电池响应度 200
响应度
硅光电池的特性及其应用
【实验目的】1、初步理解硅光电池机理。
2、测量硅光电池开路电动势、短路电流、内阻和光强之间关系。
3、在恒定光照下测量光电流、输出功率与负载之间关系。
【实验原理】（原理概述，电学。
光学原理图，计算公式）在P 型半导体上扩散一薄层施主杂质而形成的p-n 结（如图1），由于光照，在A 、B 电极之间出现一定的电动势。
在有外电路时，只要光照不停止，就会源源不停地输出电流，这种现象称为光伏效应。
运用它制成的元器件称之为硅光电池。
光伏效应最重大的应用是能够将阳光直接转换成电能，是当今世界众多国家致力研究和开拓应用的课题*。
从光伏效应的机理可知（见附录），硅光电池输出的电流I L是光生电流I P和在光生电压V p作用下产生的p-n 结正向电流I F之差，即I L=I P-I F。
根据p-n 结的电流和电压关系式中V P 是光生电压,I S 为反向饱和电流,因此输出电流此即光电流体现式。
普通I p>> I S，上式括号内的1 可无视。
对于硅光电池有外加偏压时，（1）式应改为上式中，就是p-n 结在外加偏压V作用下的电流。
图中的(a)(b)两条曲线分别表达无光照和有光照时硅光电池的I-V 特性，由此可知，硅光电池的伏安特性曲线相称于把p-n 结的伏安特性曲线向下平移，它在横轴与纵轴的截距分别给出了V OC和I SC。
实验表明：在V =0 状况下，当硅光电池外接负载电阻R L，其输出电压和电流均随R L变化而变化。
只有当R L取某一定值时输出功率才干达成最大值P m，即所谓最佳匹配阻值R L=R LB，v oc而R LB则取决于太阳能电池的内阻R i=I。
因V OC和I SC均随光照强度的增强而增大，所不同的是SCV OC与光强的对数成正比，I SC与光强(在弱光下)成正比，因此R i亦随光强度变化而化。
如图3所示。
V OC、I SC和R i都是太阳能电池的重要参数，最大输出功率P m和V OC与I SC乘积之比FF 是表征硅光电池性能优劣的指标，称为填充因子。
硅光电池特性研究
硅光电池的主要特性为：
（1）硅光电池的主要参数和照度特性
开路电压曲线。硅光电池在一定的光照条件下的光生电动势称为开路电压，开路电压与入射光照度的特性曲线称为开路电压曲线。
短路电流曲线。在一定光照条件下，光电池被短路时所输出的光电流值称为短路光电流。光电流密度与照度的特性曲线称为短路电流曲线。
图5硅光电池的光谱响应特性曲线
从硅光电池的光谱响应特性曲线可以看出，光电流在波长4000A到6200A的范围内，是随着波长的增长而逐渐的变大。
（二）测量硅光电池的负载特性
1、按图6连接好电路实验装置
图6测量硅光电池负载特性装置图
2、盖住硅光电池的光入射口，把电流计调零。
3、打开He-Ne激光器，正射到硅光电池上，测量不同负载电阻值下的电流和电压值，并将实验数据列于表二
图2 硅光电池的光电特性
1－开路电压特性曲线 2－短路电流特性曲线
（2）硅光电池的负载特性
硅光电池的伏安特性与最佳匹配。随着负载电阻的变化，回路中电流I和硅光电池两端的电压U相应地变化，称为硅光电池的伏安特性。当负载电阻取某一值时，其输出功率最大，这称为最佳匹配，此时所用的电阻称为最佳匹配电阻。
硅光电池的内阻。从理论上可以推导出硅光电池的内阻等于开路电压除以短路电流。可以观察到光照面积不同时，硅光电池的内阻将发生变化。
图4硅光电池温度特性
1－开路电压 2－短路电流
【实验内容和步骤】
（一）测量硅光电池的光谱的响应特性
1.把入射光挡掉，把检流计打到“×1”挡，然后把检流计调到零。
2．点亮白炽灯光源（12V），并把发光灯丝对焦成像在单色议的狭缝上面，使硅光电池接受的光电流不要超过检流计的刻度。
3．以硅光电池为接受接收元件，转动波鼓为：17.8cm，18.0cm，18.2cm，18.4cm，18.6cm，18.8cm，19.0cm，19.2cm，19.4cm，19.6cm，19.8cm，20.0cm，20.4cm，21.0cm，21.4cm，21.8cm，22.6cm，22.8cm。在进行测量前，一定要把波鼓转到17.8的位置，检查光电流是否大小适当，不要超过检流计的量程。
实验四 硅光电池的特性测试
实验四硅光电池的特性测试一、实验目的:1.熟悉硅光电池的结构与工作原理；2.掌握实验测试硅光电池光电特性的方法；3.了解硅光电池的光电特性。
二、实验原理:硅光电池按基底材料不同分2DR型和2CR型。
2DR型硅光电池是以P型硅作基底（即在本征型半导体中掺入三价元素硼、镓等）, 然后在基底上扩散磷而形成N型并作为受光面。
2CR型光电池则是以N型作基底（在本征型硅材料中掺入五价元素磷、砷等）, 然后在基底上扩散而形成P型并作为受光面。
构成P-N结后, 再经过各种工艺处理, 分别在基底和光敏面上制作输出电极, 涂上二氧化硅作保护, 即成光电流。
如图4-1(a)所示。
图4-1 硅光电池结构及工作原理图光电池的主要功能是在不加偏置的情况下能将光信号转换为电信号。
硅光电池的工作原理如图4-1(c)所示。
有光照时, 光电池外接上负载电阻RL, 此时在P-N结内出现两种方向相反的电流: 一种是光激发产生的电子-空穴对, 在内建电场的作用下, 形成的光生电流Ip, 它与光照有关, 其方向与P-N结反向饱和电流I0相同；另一种是光生电流Ip流过负载电阻RL产生电压降, 相当于在P-N结施加正向偏压, 从而产生正向电流ID, 总电流是两者之差。
即:三、实验仪器及部件:光电池、直流稳压电源、采样电阻、照度测量器件、照度表、光源、微安表、F/V 表。
四、实验步骤:1.了解所需单元、部件在实验仪上的位置、观察光电池的结构。
2.测量光电池的短路电流:按图4-2接线, 装上光源, 对准光电池, 关闭发光管电源, 移出遮光罩, 光电池完全被遮盖, 微安表显示的电流值即为暗电流, 即照度为0时。
开启光源, 改变照度（方法如实验一）, 并记录电流表的读数填入下表, 作出照度—电流曲线。
表4-1 短路电流与光照度关系表照度（Lx ） 0 200 400 600 800 1000 电流（uA ）3.测量光电池的开路电压:按图4-3接线, 装上电源, 对准光电池, 关闭发光管电源, 移出遮光罩, 光电池完全被遮盖, 电压表显示的电压为照度为0时的电压。
硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究
硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究摘要：本文讨论了硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究。
文章着重介绍了光谱响应曲线决定硅光电池转换效率的作用，以及如何用可见光和紫外光测定光谱响应曲线。
研究表明，可见光和紫外光两种不同波长范围的波长可以测定硅光电池转换效率不同的光谱响应曲线，这可以为硅光电池提供有效的功能研究手段。
关键词：硅光电池；光谱响应曲线；可见光；紫外光《硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究》一、硅光电池的简介硅光电池是利用太阳能将电能转换为可用的电能的一种新型太阳能利用装置。
由于其低成本和高可靠性，硅光电池在太阳能发电设备领域中迅速得到发展[1]。
一般而言，硅光电池由多层结构电池组成，可以将太阳辐射投射到电池表面上，从而生成电流，供日常使用。
硅光电池的光谱响应特性是决定其转换效率的关键因素[2]。
二、光谱响应曲线测定研究研究表明，光谱响应曲线能够准确表达对太阳能发电设备转换效率的影响[3]。
通常，使用可见光和紫外光来测定光谱响应曲线。
可见光和紫外光分别属于不同的光谱范围，因此可以测定不同的光谱响应曲线，从而有效地测定硅光电池转换效率[4]。
在测定光谱响应曲线时，采用可编程恒流电源和多路继电器通路并联，以实现程序控制的光谱发射。
然后，通过多路继电器通路并联的硅光电池，将太阳辐射转化为电能，通过电源转模块，将电能转换成所需的频率和波长范围[5]。
最后，通过在可见光和紫外光两个不同的光谱范围内进行实验，测量光谱响应曲线的曲线，可以测定硅光电池的转换效率。
三、结论本文介绍了硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究。
研究表明，可见光和紫外光两种不同的光谱范围的波长可以测定硅光电池转换效率不同的光谱响应曲线，这可以为硅光电池提供有效的功能研究手段。
综上所述，本研究认为，采用可见光和紫外光来测定光谱响应曲线已经成功地应用于硅光电池，可以精确地决定硅光电池转换效率的高低。
光电池主要材料
光电池主要材料光电池是一种可以把光能转换成电能的装置，具有广泛的应用前景，可以用于太阳能电池板、计算机器、汽车、通信设备等领域。
光电池的功能原理是利用镭射发射的光能将光子贯穿半导体材料，从而激发电荷产生位移，产生电流，从而将光能转化为电能。
光电池的主要材料是半导体材料，下面介绍一下常用的光电池主要材料。
1. 硅(Si)硅是最常用的光电池主要材料之一。
硅的光电池成本低廉，而且容易制造，可以用于大规模生产。
硅光电池具有高效率和稳定性，广泛应用于太阳能板、发电设备、医疗设备等领域。
2. 单晶体硒(Sel)单晶体硒是另一种广泛应用于太阳能电池中的主要材料。
与硅相比，单晶体硒的光电转化效率更高，但生产成本较高，因此不适用于大规模应用。
3. 碲化镉(CdTe)碲化镉是一种用于太阳能电池的主要材料。
这种材料具有高效率和稳定性，并且非常容易制造和加工。
碲化镉太阳能电池综合成本低，广泛应用于商业和工业场合。
4. 硒化铜铟(CIS)硒化铜铟是一种比较新的光电池主要材料，具有高效率和可再生性。
CIS太阳能电池表现出优异的低光衰减、高光电转换效率和良好的稳定性，正逐渐成为替代硅太阳能电池的主要材料。
铜铟镓硒化物是一种新型光电池材料，具有光电转换效率高、表面光反射率低的特点。
CIGS光电池对多种光谱的响应性强，光电转化效率高，不仅可以用于太阳能电池板，也可以用于便携式充电器等应用领域。
6. 钙钛矿(Perovskite)综上所述，光电池的主要材料有硅、单晶体硒、碲化镉、硒化铜铟、铜铟镓硒化物和钙钛矿等材料。
虽然这些材料在光电池领域中有不同的优缺点，但它们都在不断地得到提高和改进，目前已经广泛应用于各个领域，并为实现可持续发展和绿色能源做出了贡献。
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硅光电池
硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件。它的结构很简单，核心部
分是一个大面积的PN结，把一只透明玻璃外壳的点接触型二极管与一块微安表接成
闭合回路，当二极管的管芯(PN结)受到光照时，你就会看到微安表的表针发生偏转，
显示出回路里有电流，这个现象称为光生伏特效应。硅光电池的PN结面积要比二极
管的PN结大得多，所以受到光照时产生的电动势和电流也大得多。
光伏技术、产业及市场 简述 摘自中国电子报
光伏技术可直接将太阳的光能转换为电能，用此技术制作的光电池使用方便，特
别是近年来微小型半导体逆变器迅速发展，促使其应用更加快捷。美、日、欧和发展
中国家都制定出庞大的光伏技术发展计划，开发方向是大幅度提高光电池转换效率和
稳定性，降低成本，不断扩大产业。目前已有80多个国家和地区形成商业化、半商
业化生产能力，年均增长达16％，市场开拓从空间转向地面系统应用，甚至用于驱
动交通工具。据报道，全球发展、建造太阳能住宅（光电池 作屋顶、外墙、窗户等
建材用）投资规模为600亿美元，而到2005年还会再翻一倍达1200亿美元，光伏
技术制作的光电池有望成为21世纪的新能源。以下按其材料分类，展示光伏技术、
产业及市场发展动向。
晶体硅光电池
晶体硅光电池有单晶硅与多晶硅两大类，用P型（或n型）硅衬底，通过磷（或
硼）扩散形成Pn结而制作成的，生产技术成熟，是光伏市场上的主导产品。采用埋
层电极、表面钝化、强化陷 光、密栅工艺、优化背电极及接触电极等技术，提高材
料中的载流子收集效率，优化抗反射膜、 凹凸表面、高反射背电极等方式，光电转
换效率有较大提高。单晶硅光电池面积有限，目前比较大的为Φ10至20cm的圆片，
年产能力46MW／a。目前主要课题是继续扩大产业规模，开发带状硅光电池技术，
提高材料利用率。国际公认最高效率在AM1.5条件下为24％，空间用高质量的效率
在AM0条件约为13.5?18％，地面用大量生产的在AM1条件下多在11?18％之间。
以定向凝固法生长的铸造多晶硅锭代替单晶硅，可降低成本，但效率较低。优化正背
电极的银浆和铝浆丝网印刷，切磨抛工艺，千方百计进一步降成本，提高效率，大晶
粒多晶硅光电池的转换效率最高达18.6％。
非晶硅光电池
a-Si（非晶硅）光电池一般采用高频辉光放电方法使硅烷气体分解沉积而成的。
由于分解沉积温度低，可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上沉积约1μm厚
的薄膜，易于大面积化 （0.5m×1.0m），成本较低，多采用p in结构。为提高效率
和改善稳定性，有时还制成三层p in 等多层叠层式结构，或是插入一些过渡层。其
商品化产量连续增长，年产能力45MW／a，10MW生产线已投入生产，全球市场用
量每月在1千万片左右，居薄膜电池首位。发展集成型a-Si光电池组 件，激光切割
的使用有效面积达90％以上，小面积转换效率提高到14.6％，大面积大量生产的为
8-10％，叠层结构的最高效率为21％。研发动向是改善薄膜特性，精确设计光电池
结构和控制各层厚度，改善各层之间界面状态，以求得高效率和高稳定性。
多晶硅光电池
p-Si（多晶硅，包括微晶）光电池没有光致衰退效应，材料质量有所下降时也不
会导致光电池受影响，是国际上正掀起的前沿性研究热点。在单晶硅衬底上用液相外
延制备的p-Si光电池转 换效率为15.3％，经减薄衬底，加强陷光等加工，可提高到
23.7％，用CVD法制备的转换效率约为 12.6-17.3％。采用廉价衬底的p-Si薄膜生
长方法有PECVD和热丝法，或对a-Si：H材料膜进行后退火，达到低温固相晶化，
可分别制出效率9.8％和9.2％的无退化电池。微晶硅薄膜生长与a-Si工艺相容，光
电性能和稳定性很高，研究受到很大重视，但效率仅为7.7％。大面积低温p-Si膜与
-Si组成叠层电池结构，是提高a-S光电池稳定性和转换效率的重要途径，可更充分
利用太阳光谱，理论计算表明其效率可在28％以上，将使硅基薄膜光电池性能产生
突破性进展。铜铟硒光电池
CIS（铜铟硒）薄膜光电池已成为国际光伏界研究开发的热门课题，它具有转换
效率高（已达到17.7％），性能稳定，制造成本低的特点。CIS光电池一般是在玻璃
或其它廉价衬底上分别沉积多层膜而构成的，厚度可做到2?3μm，吸收层CIS膜对
电池性能起着决定性作用。现已开发出反应共蒸法和硒化法（溅射、蒸发、电沉积等）
两大类多种制备方法，其它外层通常采用真空蒸发或 溅射成膜。阻碍其发展的原因
是工艺重复性差，高效电池成品率低，材料组分较复杂，缺乏控制薄膜生长的分析仪
器。CIS光电池正受到产业界重视，一些知名公司意识到它在未来能源市场中的前景
和所处地位，积极扩大开发规模，着手组建中试线及制造厂。
碲化镉光电池
CdTe（碲化镉）也很适合制作薄膜光电池，其理论转换效率达30％，是非常理
想的光伏材料。可采用升华法、电沉积、喷涂、丝网印刷等10种较简便的加工技术，
在低衬底温度下制造出效率12％以上的CdTe光电池，小面积CdTe光电池的国际先
进水平光电转换率为15.8％，一些公司正深入研究与产业化中试，优化薄膜制备工艺，
提高组件稳定性，防范Cd对环境污染和操作者的健康危害。
砷化镓光电池
GaAs（砷化镓）光电池大多采用液相外延法或MOCVD技术制备。用GaAs作
衬底的光电池效率高 达29.5％（一般在19.5％左右），产品耐高温和辐射，但生产
成本高，产量受限，目前主要作空间电源用。以硅片作衬底，用MOCVD技术异质外
延方法制造GaAs电池是降低成本很有希望的方法。
其它材料光电池
InP（磷化铟）光电池的抗辐射性能特别好，效率达17?19％，多用于空间方面。
采用SiGe单晶衬底，研制出在AM0条件下效率大于20％的GaAs／Si异质结外延
光电池，最高效率23.3％。Si／ Ge／GaAs结构的异质外延光电池在不断开发中，
控制各层厚度，适当变化结构，可使太阳光中各 种波长的光子能量都得到有效利用，
GaAs基多层结构光电池效率已接近40％。