非晶體薄膜太陽能電池

 非晶體薄膜太陽能電池介紹

由于晶體硅太陽能電池的成本隨著硅材料價格的不斷上漲，各類薄膜太陽能電池成為全球新型太陽能電池研究的重點。薄膜太陽能電池中最具發展潛力的是非晶硅薄膜太陽能電池。非晶硅材料是由氣象積形成的，目前已經被普遍采用的方法是等離子增強型化學氣相淀積法，這種方法可以連續在多個真空淀積室完成，從而實現大批量生產。由于反應溫度低，可在200攝氏度左右的溫度下制造，因此可以在玻璃、不銹鋼、陶瓷板、柔性塑料片上淀積薄膜，易于大面積化生產，成本較低。與晶體對太陽電池比較，非晶硅薄膜太陽電池具有弱光響應好，充電效率高的特性。

非晶硅材料的吸收系數在整個可見光范圍內，幾乎都比單晶硅大一個數量級，使得非晶硅太陽電池無論在理論上和實際使用中都對低光有較好的適應，愈來愈多的時間數據表示，當峰值功率相同的時候，在晴天直射強光和陰雨天弱散射環境下，非晶硅太陽能電池板的比功率發電量均大于單晶硅、非晶硅薄膜太陽能電池 .单晶硅太阳能电池　　

硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电地工艺己近成熟，在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。　　

单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅成本价格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困难的。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，其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。

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，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积（LPCVD）和等离子增强化学气相沉积（PECVD）工艺。此外，液相外延法（LPPE）和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。　
　
化学气相沉积主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、Sicl4或SiH4,为反应气体,在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上，衬底材料一般选用Si、SiO2、Si3N4等。但研究发现，在非硅衬底上很难形成较大的晶粒,并且容易在晶粒间形成空隙。解决这一问题办法是先用 LPCVD在衬底上沉炽一层较薄的非晶硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜，因此，再结晶技术无疑是很重要的一个环节，目前采用的技术主要有固相结晶法和中区熔再结晶法。多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外，另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术，这样制得的太阳能电池转换效率明显提高。德国费莱堡太阳能研究所采用区馆再结晶技术在FZ Si衬底上制得的多晶硅电池转换效率为19％，日本三菱公司用该法制备电池，效率达16.42%。
　　　
多晶硅薄膜电池由于所使用的硅远较单晶硅少，又无效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池，因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。