太阳能电池制造工艺课程课件

太阳能电池制造工艺主要内容硅太阳能电池工作原理太阳能电池硅材料硅太阳能电池制造工艺4.提高太阳能电池效率的途经5.高效太阳能电池材料6.高效太阳能电池结构一、硅太阳能电池工作原理

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用中；大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。

制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生内光电效应，将光能转换为电能。根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：硅基太阳能电池和薄膜电池，本章主要讲硅基太阳能电池。太阳能电池发电的原理主要是半导体的内光电效应，一般的半导体主要结构如下：图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。

1．硅太阳能电池工作原理与结构

当硅晶体中掺入其他的杂质，如硼、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴，它的形成可以参照下图：

图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示掺入的硼原子，因为硼原子周围只有3个电子，所以就会产生入图所示的蓝色的空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成P型半导体。

同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N型半导体。黄色的为磷原子核，红色的为多余的电子。如下图。

当P型和N型半导体材料结合时，P型（N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。PN结的形成及工作原理

零偏负偏正偏

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，耗尽区在外加电场作用下变窄，势垒削弱。当光电池用作光电转换器时，必须处于零偏或反偏状态。

硅光电池是一个大面积的光电二极管，它可把入射到它表面的光能转化为电能。当有光照时，入射光子将把处于介带中的束缚电子激发到导带(光生伏特效应），激发出的电子空穴对在内电场作用下分别漂移到N型区和P型区，当在PN结两端加负载时就有一光生电流流过负载。光电池结构示意图半导体的内光电效应

当光照射到半导体上时，光子将能量提供给电子，电子将跃迁到更高的能态，在这些电子中，作为实际使用的光电器件里可利用的电子有：

（1）价带电子；（2）自由电子或空穴（FreeCarrier）；（3）存在于杂质能级上的电子。

太阳电池可利用的电子主要是价带电子。由价带电子得到光的能量跃迁到导带的过程决定的光的吸收称为本征或固有吸收。

太阳电池是将太阳能直接转换成电能的器件。它的基本构造是由半导体的PN结组成。此外，异质结、肖特基势垒等也可以得到较好的光电转换效率。

太阳电池能量转换的基础是结的光生伏特效应。当光照射到p－n结上时，产生电子一空穴对，在半导体内部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受内建电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p区，结果使n区储存了过剩的电子，p区有过剩的空穴。它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。此时，如果将外电路短路，则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过，这个电流称作短路电流；若将PN结两端开路，则由于电子和空穴分别流入N区和P区，使N区的费米能级比P区的费米能级高，在这两个费米能级之间就产生了电位差VOC。可以测得这个值，并称为开路电压。由于此时结处于正向偏置，因此，上述短路光电流和二极管的正向电流相等，并由此可以决定VOC的值。光生伏特效应

当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流。然后在PN结中形成电势差，这就形成了电源。硅太阳能电池结构

另外硅表面非常光亮，会反射掉大量的太阳光，不能被电池利用。为此，科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜（如图），实际工业生产基本都是用化学气相沉积沉积一层氮化硅膜，厚度在1000埃左右。将反射损失减小到5％甚至更小。一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限，于是人们又将很多电池（通常是36个）并联或串联起来使用，形成太阳能光电板。

由于半导体不是电的良导体，电子在通过p－n结后如果在半导体中流动，电阻非常大，损耗也就非常大。但如果在上层全部涂上金属，阳光就不能通过，电流就不能产生，因此一般用金属网格覆盖p－n结（如图梳状电极），以增加入射光的面积。

梳状电极和抗反膜

二．太阳能电池的硅材料

通常的晶体硅太阳能电池是在厚度300～350μm的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上，将单晶硅棒切成片，一般片厚约0.4～0.45毫米。硅片经过切、抛、磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。太阳能硅的杂质浓度较高，一般要求5个9的纯度（99.999％），比集成电路用的单晶硅（纯度要求7－8个9）要求低得多。太阳能硅常用0.3~2Ω·cm的P型（100）单晶硅片。

制造太阳电池片，首先要对经过清洗的硅片，在高温石英管扩散炉对硅片表面作扩散掺杂，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。目的是在硅片上形成P/N结。然后采用丝网印刷法，用精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂覆减反射膜，单晶硅太阳电池的单体片就制成了。单体片经过检测，即可按所需要的规格组装成太阳电池组件（太阳电池板），用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。最后用框架和装材料进行封装，组成各种大小不同太阳电池阵列。目前大规模生产的单晶硅太阳电池的光电转换效率为14～15％左右，实验室成果也有20％以上的。常州天和光能和无锡尚德的转换效率在14.5％，常州盛世太阳能公司有90％可做到16.2％以上。三、硅太阳能电池制造工艺

硅太阳能电池制造工艺硅太阳能电池制造工艺主要包括：1.去除损伤层

2.表面绒面化

3.发射区扩散4.边缘结刻蚀

5.PECDV沉积SiN

6.丝网印刷正背面电极浆料

7.共烧形成金属接触

8.电池片测试。表面诞绒面题化由于硅躬片用P型（10细0）硅片擦，可利保用氢氧祝化钠溶劣液对单暖晶硅片差进行各拼向异性窗腐蚀的干特点来趋制备绒熔面。当肤各向异肝性因子>10时（所铅谓各向塌异性因形子就是仍（10仙0）面与造（11坛1）面单讽晶硅腐猜蚀速率叛之比）博，可以见得到整撑齐均匀做的金字暗塔形的春角锥体义组成的缓绒面。绒面盖具有皆受光屠面积碑大，会反射轧率低娘的特塑点。妹可提性高单食晶硅熄太阳振电池虑的短康路电弯流，绘从而朱提高产太阳役电池鹿的光捡电转体换效团率。金字贩塔形邀角锥仔体的缩慧表面设积S0等于四练个边长鱼为a正三液角形S之和由此可插见有绒杂面的受瓣光面积券比光面浓提高了遣倍即1.7品32倍。绒面络受光染面积当一束纺强度为E0的光效投射尽到图砌中的A点，侧产生战反射狗光Φ1和进俱入硅瓶中的遣折射厕光Φ2。反射例光Φ1可以继裤续投射撇到另一弟方锥的B点，钓产生盆二次河反射馅光Φ3和进贝入半唉导体鉴的折攻射光Φ4；而对堤光面电执池就不康产生这傻第二次至的入射颈。经计订算可知磁还有11直%的二次顽反射光休可能进登行第三魔次反射示和折射藏，由此半可算得丛绒面的胆反射率详为9.段04股%。绒面贴反射叫率由于紧原始朗硅片葬采用P型硅着，发继射区予扩散笛一般衫采用索三氯龄氧磷酬气体今携带津源方蜻式，旺这个偷工艺道的特猛点是袄生产含高，率有利冠于降裁低成既本。昆目前盲大型费的太纷阳能屑厂家得一般美用8吋硅燃片扩辟散炉匀、石视英管滔口径撇达27散0m朴m，可蕉以扩泄散156葬×15导6（mm）的硅欺片。由于石沾英管口种径大，师恒温区妈长，提抚高了扩间散薄层顶电阻均台匀性；糕因为采侵用磷扩竿散，可由以实现颂高浓度砖的掺杂晓，有利骆于降低纳太阳电烤池的串婚联电阻Rs，从棍而了麦提高涉太阳染电池途填充扭因子FF。扩散在条件为88偶0ºC，10分，得耳到的P-N结深约0.智15m。发射区绑扩散SiN钝化隐与APC寸VD淀积Ti遥O2先期的哑地面用软高效单功晶硅太润阳电池诸一般采诞用钝化槽发射区壮太阳电名池(PE趟SC)工艺委。扩漆散后绝，在翁去除悬磷硅室玻璃沾的硅伶片上,热氧化组生长一吉层10n努m~2递5nm厚Si盈O2,使表锅面层杀非晶卵化,改变情了表袋面层毁硅原租子价堡键失题配情搬况,使表烦面趋盲于稳陈定,这样减纸少了发哨射区表株面复合,提高柜了太售阳电僵池对建蓝光涝的响蔑应,同时也胁增加了悼短路电漫流密度Jsc,由于减静少了发匀射区表骄面复合,这样患也就性减少棉了反摧向饱迹和电失流密诉度,从而海提高梁了太灯阳电午池开戏路电惨压Voc。还蜜有如闯果没伏有这编层Si堤N,直接对淀积TiO2薄膜,硅表面扇会出现横陷阱型菊的滞后戏现象导但致太阳葵电池短展路电流份衰减,一般偿会衰泼减8%左右,从而降掀低光电乡丰转换效孕率。故惊要先生摔长Si母N钝化休再生闷长Ti途O2减反射库膜。TiO2减反案射膜搅是用AP悼CV葱D设备生串长的,它通过魂钛酸异叙丙脂与沾纯水产根生水解造反应来罢生长Ti终O2薄膜。多晶著硅太烦阳电慈池广铺泛使柔用PEC傅VD淀积SiN,由于PE旬CV碑D淀积SiN时,不光是刮生长SiN作为减皆反射膜,同时生左成了大喘量的原帐子氢,这些守氢原概子能彩对多概晶硅早片具态有表卖面钝絮化和脖体钝闪化的倦双重悼作用,可用佣于大柴批量障生产椅高效村多晶彩硅太威阳电炕池,为上世隆纪末多跑晶硅太馅阳电池阳的产量裙超过单久晶硅太刻阳电池泪立下汗床马功劳去。随着PEC疯VD在多晶呜硅太阳研电池成颜功,引起逼人们补将PEC湿VD用于单咱晶硅太扶阳电池犁作表面小钝化的宏愿望。枯由于麦生成的盾氮化硅锣薄膜含碰有大量希的氢,可以很击好的钝选化硅中崭的表面米悬挂键少，从而彻提高了拒载流子直迁移率丘，一般锐要提高20育%左右，串同时由矮于SiN薄膜兼对单娘晶硅齐表面银有非逃常明恼显的仰钝化智作用斥。经毫验显矿示，岗用PE稼CV尤DSi槐N作为减共反膜的例单晶硅炉太阳电搏池效率吹高于传纲统的AP夹CV西D睁Ti灾O2作减反疾膜单晶酬硅太阳来电池。SiN减反膜局的厚度窄约75nm，折射炎率可高羡到2.1（富光硅）雁。PEC龙VD淀积Si韵N晶体硅描太阳电队池要通搅过三次喊印刷金甜属浆料垦，传统嚷工艺要连用二次悼烧结才凝能形成缠良好的史带有金辛属电极嘴欧姆接粘触，共烧肿工艺锋只需逼一次削烧结由，同慈时形拾成上旨下电说极的财欧姆袋接触耳，是狂高效霜晶体爪硅太根阳能刻电池性的一丛项重娃要关驾键工时艺。该性工艺布的基恒础理船论来属自合炒金法虫制P-狸N结工斩艺。薪当电连极金沃属材扫料和锯半导订体单雨晶硅述在温春度达录到共宪晶温内度时粗，单坛晶硅舒原子纹按相绘图以案一定带的比厌例量悔溶入杆到熔轮融的嫩合金赢电极古材料强。单夸晶硅助原子软溶入裂到电挤极金务属中忆的整负个过基程相集当快臂，一丝式般只纵需几林秒钟兄。溶罢入的睛单晶墙硅原运子数朋目决隶定于竖合金墓温度血和电兄极材就料的笑体积职，烧粒结合遥金温码度愈夸高，筒电极远金属形材料句体积四愈大脏，则匆溶入端的硅接原子牛数目而也愈种多，赶这时神状态此被称遇为晶逝体电舱极金畏属的瓦合金葱系统捷。如降果此诸时温受度降州低，野系统值开始咳冷却钓，原驶先溶景入到趴电极搬金属际材料兰中的芝硅原繁子重疮新以助固态筒形式删结晶袭出来贫，在枪金属垂和晶顾体接恒触界据面上堡生长发出一矛层外定延层纷。如果果外而延层棋内含宪有足铲够量溪的与蝇原先蚂晶体故材料顶导电贼类型柜相同也杂质银成份呆，就升获得恳了用根合金礼法工杨艺形抢成的胞欧姆激接触化；如其果再已结晶夏层内企含有貌足够读量的岗与原现先晶受体材行料导追电类爷型异抽型的桃杂质系成份债，这担就获松得了傍用合彼金法葛工艺士形成P-践N结。共烧形易成金属票接触银桨、焦银铝桨露、铝桨毫印刷过监的硅片联，通过她烘干，饲使有机沉溶剂完蝴全挥发吨，膜层妥收缩成怨为固状笨物紧密呈粘附在帐硅片上者，这时怠，可视绣为金属倍电极材蠢料层和戒硅片接白触在一敢起。所厨谓共烧疫工艺显专然是采耕用银－宽硅的共脸晶温度轻，同时朽在几秒绿钟内单绳晶硅原猴子溶入恢到金属票电极材卡料里，帆之后又专几乎同邀时冷却扇形成再由结晶层营，这个出再结晶来层是较舒完美单盾晶硅的章晶格点菊阵结构遣。只经沸过一次禽烧结钝匹化的表输面层，匙氢原子脸的外释县是有限缩慧的，共旦烧保障窑了氢原座子大量凑存在，绘填充因秒子较高动，没有盾必要引惭入氮氢躲烘焙工堂艺（FG语S）。电池疮片测案试主要测律试太阳块电池的怪基本特歼性：开路扮电压VOC、短路轨电流ISC、填泛充因消子FF、能珍量转蝇换效糕率η。FF为电焰池的拴填充杂因子(F毯il成l纪Fa幼ct蜡or躺),它定泥义为萝电池赞具有篇最大糖输出敲功率(Pop,)时的电判流(IOpt)和电压(Vop霜t)的乘积贼与电池率的短路劲电流和存开路电笑压乘积卸的比值值，较胀高的拳短咏路电流像和开路棋电压是嚼产生较爱高能量烈转换效敬率的基漏础。如倘果两个灶电池的异短路电冶流和开薄路电压垒完全相面同，制削约其效群率大小溉的参数接就是填唉充因子勺。能量楚转换爷效率宅是光犯电池个的最矛重要放性能诸指标裹，它慌为光穷电池塌将入茅射光陵能量袄转换卷成电浆能的勇效率雾。光电池估的测试励电路PN结两赵端的岁电流光电槐池处帮于零赏偏时纤，V＝0，流过PN结的氏电流I＝－IP；光定电池箱处于幅反偏罪时，锋流过PN结的年电流I＝－IP-售Is，当雾光电昏池用车作光域电转顾换器苏时，雄必须疫处于验零偏逢或反爽偏状智态。光电颈流IP与输出疼光功率Pi之间的比关系：R为响应遗率，R值随竟入射贿光波呀长的牢不同殊而变说化，矩对不墨同材蔽料制梯作的砖光电姜池R值分久别在馋短波帜长和酿长波浑长处善存在缸一截属止波棍长。光电池吊的伏安办特性下图显贩示了光炸电池的逃典型I-V曲线。Pm为最勤大功锄率点据。它浓的确偏定可咳用从舍光电径池I-棋V曲线持上任软意点劈燕向纵呼、横的坐标型引垂以线，艇垂线客与坐蝇标轴撑保卫巧面积就最大篇的点汽即为Pm。根据储该特杂性曲龟线可强以确闷定光芒电池锋的开路电而压、短援路电流。太阳电碗池的短蜡路电流练等于其诊光生电塘流。决羡定短路较电流的匠因素很洁多，分奔析短路趁电流的侵最方便凯的方法圣是将太漫阳光谱痛划分成捞许多段纲，每一盈段只有沃很窄的己波长范贼围，并配找出每疾一段光搜谱所对浅应的电蓬流，电止池的总尝短路电嚼流是全净部光谱腔段贡献进的总和雁。负载扩特性四、提研高太阳站能电池臭效率的老途经在硅太颠阳能电货池的制扰造历史犬中已经顶采用过佛许多措洒施来提帮高太阳叙能电池驱的光电烦转换效录率，并笋且随着奴能源的捕不断消咏耗，高掌效太阳冶能的研闹究正热痒火朝天咐地进行鸣。主要辆针对：1.降低菌光电腔子的穿表面孤复合躬，如忌降低增表面袭态等停；2.降低毅入射李光的辟表面雨反射秩，用溪多种钱太阳席光减起反射卫技术添，如登沉积减反教层、国硅片升表面永织构吴技术区、局何部背捧表面圣场技刻术，乏最大存限度地减少批太阳光讽在硅表奖面的反号射；3.电极氧低接绘触电传阻和拿集成调受光帅技术芒，如独激光洒刻槽毫埋栅饺技术摩和表面浓度畜扩散技雹术，使土电极接众触电阻外低和增完加硅表册面受光字面积。4.降低P-李N结的费结深绒和漏朝电；5.采用高笋效廉价园光电转踢换材料累；后面名主要招介绍慢高效忌太阳案能电方池材污料和颠结构阁。五、高庸效太阳者能电池锤材料1.多晶硅单晶翁硅太厦阳能券电池顾消耗盒的硅螺材料腊很多页。为吨了节碗省材饺料，哗目前令发展多晶硅费薄膜电泻池。采可用化学印气相真沉积女法，包括株用LPC躺VD和PEC扭VD工艺族制造蜓多晶让硅薄尊膜。铅此外蔽，液么相外惹延法浇（LP碎PE）和溅抗射沉积局法也可础用来制叹备多晶熊硅薄膜今电池。化学气拳相沉积竿主要以SiH2Cl2、SiH都Cl3、SiC怖l4或SiH4,为反沾应气污体,在一企定的傲保护鲜气氛姐下反挪应沉寺积在负加热虑的衬穿底上需，衬尼底材眼料一荐般选勉用Si、SiO2、Si3N4等。但衬在非硅死衬底上牵很难形杠成较大正的晶粒伐，且容聋易在晶愿粒间形思成空隙剂。解决挑办法是先用LP民CV禽D在衬许底上揭沉积随一层默较薄杏的非蓝晶硅抗层，俩退火栋后得疑到较陕大的搞晶粒纲，然研后再奥在这酷层籽愈晶上旺沉积庆厚的喇多晶示硅薄仿膜。因禁此，皱再结熟晶技行术是罗很重咱要的尤环节亏，目某前采堤用的召技术馆主要馒有固稀相结努晶法勉和区扬熔再送结晶枯法。袜多晶警硅薄要膜电牢池除距再结吗晶工流艺外嗽，采墓用单鞭晶硅烦太阳脾能电坦池的斑所有摆技术惩，德亮国人栋用区夺熔再潮结晶版法制塔得电鲁池的丸效率童高达19％，日矮本三菱商同法制茂得得效存率为16置.2％2.非晶壶硅薄封膜开发太嫁阳能电蔽池的两织个关键哑是：提高转阿换效率羞和降低瓶成本。由怨于非永晶硅拖薄膜粘成本弊低，证便于诞大量巾生产番，受崭到普冤遍重阀视并仙得到愧迅速贷发展刊。但非晶狸硅光束学带部隙为1.7犹eV,对太阳槽辐射光师谱的长弟波区域夺不敏感，这踪蝶就限泄制了醉非晶验硅太宋阳能骡电池软的转死换效眨率。阿此外机，其光电蝇效率会碎随着光社照时间茄的延续附而衰减，即虽光致溉衰退S一W效应，去使电池眉性能不栋稳定。解决视途径泥就是中制备恭叠层刘太阳辩能电兔池。叠层猫电池是陆由在制碑备的p、i、n层单陡结电占池上繁再沉叨积一窜个或地多个P-i-n子电池恨制得的势。叠层游太阳能块电池提愿高转换晃效率、同解决单妄结电池滤不稳定胖性的关土键问题题在于：拖①它把五不同禁戚带宽度投的材科斤组台在疗一起，乖提高了猾光谱的缸响应范牙围；②字顶电池机的i层较技薄，末光照兄产生翠的电灶场强爬度变持化不辣大，游保证i层中房诚的光护生载淹流子铸抽出挠；③革底电阿池产概生的刷载流救子约遵为单探电池花的一蓬半，冷光致蒸衰退台效应锤减小侧；④燃叠层完太阳确能电铲池各运子电语池是铃串联迫在一青起的。非晶谋硅薄铸膜太肯阳能苍电池漏的制妥备方纳法有誉很多救，其尽中包街括反持应溅馆射法丧、PE抬CV饭D法、LPC糕VD法等，抖反应原度料气体繁为H2稀释的Si悬H4，衬原底主握要为堆玻璃初及不饱锈钢神片，铸制成悼的非污晶硅及薄膜模经过惩不同滋的电凑池工佳艺过聚程可门分别隙制得盐单结旅电池鹿和叠宾层太边阳能林电池俭。目句前非些晶硅款太阳害能电娇池的译研究鸡取得米两大系进展杨：第骂一、毅三叠见层结辩构非郑晶硅恼太阳荣能电窝池转梢换效队率达嫌到13％，伙创下凉新的辣记录敬；第忽二、卫三叠党层太抽阳能出电池里年生卡产能纪力达5MW。非晶聋硅太械阳能月电池径由于鸡具有镇较高发的转忽换效膛率和盐较低圆的成爪本及形重量方轻等警特点废，有俊着极销大的呜潜力锯。但甘同时凝由于拒它的眨稳定等性不犬高，肢直接饭影响洽了它与的实重际应逼用。袭如果穿能进佛一步璃解决睬稳定劳性问过题及酬提高麦转换株率问绘题，元那么医，非赠晶硅政大阳凤能电催池无踢疑是基太阳博能电灾池的年主要损发展您产品咬之一挽。3.多元团化合源物薄狼膜为了寻飞找单晶肉硅电池巡寿的替代赔品,人们除章开发了售多晶硅答、非晶寸硅薄膜姿太阳能肠电池外娘，又不陵断研制仆其它材放料的太忍阳能电概池。其烘中主要得包括砷刮化镓III纠-V族化揉合物斑、硫犬化镉借、硫炊化镉跌及铜丢锢硒迁薄膜孕电池指等。访上述烟电池虎中，熟尽管鹅硫化肚镉、呆碲化型镉多渴晶薄你膜电郑池的伍效率呼较非糟晶硅浸薄膜搂太阳购能电帐池效砌率高仁（12－13％），别成本较醒单晶硅撒电池低鸦，并且邻也易于唉大规模慎生产，处但由于逗镉有剧欣毒，会着对环境咱造成严问重的污六染，因她此，并呼不是晶姑体硅太营阳能电撞池最理端想的替暖代。鞋砷化镓III凉-V族化娃合物努及铜抖铟硒紧薄膜会电池丈由于杠具有描较高屿的转务换效纲率受拐到人娘们的望普遍浅重视欢。GaA违s属于II海I-锁V族化合强物半导驼体材料宁，其能与隙为1.4继eV，正子好为网高吸眼收率疲太阳辫光的盲值，脚因此聚，是膛很理匙想的着电池闭材料巴。GaA娱s等II镜I-蓝V化合瞧物薄退膜电述池的执制备杏主要冻采用MO袖VP犁E和LP沈E技术砌，其茧中MO赏VP筐E方法唤制备Ga箩As薄膜覆电池弦受衬红底位佛错、南反应猾压力伟、II虫I-那V比率、俭总流量捆等诸多掉参数的颤影响。衬除GaA捆s外，其枪它III匹-V化合右物如Gas喂b、GaI零nP等电池烈材料惠也得凝到了泉开发趣。199唯8年德国钳费莱堡县太阳能它系统研责究所制丧得的GaA舌s太阳能剂电池转土换效率剧为24痕.2％，首固次制备僚的Ga徐In洒P电池转剖换效率慕为14谁.7％．给另外公，该歌研究膜所还右采用慈堆叠乏结构冷制备Ga虽As，Gas铺b电池雷，该父电池舍是将暗两个纠独立嫁的电支池堆氏叠在容一起浙，Ga洽As作为上己电池，渡下电池厌用的是Gas俯b,所得到洁的电池手效率达间到31.蜜1％。桶铜铟硒Cu窄In半Se2简称CIS。CI监S材料的瞎能隙为1.l基eV，适亏于太哥阳光迹的光饼电转说换。镰另外沸，CI笋S薄膜太怠阳电池寸不存在足光致衰别退问题臂。因此馒，CIS用作拌高转靠换效胳率薄杨膜太臭阳能清电池复材料笋也引贝起了确人们螺的注挪目。CI呢S电池薄倦膜的制弹备主要驳有真空秀蒸镀法雕和硒化糖法。真秘空蒸镀奔法是采惹用各自掏的蒸发选源蒸镀滩铜、铟博和硒，躺硒化法壳是使用H2Se叠层耐膜硒米化，抢但难甘以得星到成绳分均备匀的CI个S。CI弟S薄膜抚电池像的转惩换效稳率将走达到20％，绑相当临于多慈晶硅形太阳戴能电敬池。CI泻S作为蹈太阳字能电剩池的甘半导怖体材泄料，勇具有统价格只低廉碎、性汁能良粘好和翼工艺称简单蜜等优经点，悬将成冰为今谎后发呜展太径阳能猛电池腐的一铲个重倒要方巷向。赛唯一渗的问德题是案材料个的来坛源，页由于贫铟和坟硒都暑是比潜较稀约有的筒元素露，因槐此，注这类乳电池隙的发沸展又达必然驶受到损限制轻。铜铟东硒(CI淡S)薄膜棉太阳霉电池迅性能字优异篇，被丸国际日上称榨为下董一代非的廉生价太计阳能版电池卡。吸引石世界勺众多广的光惭伏专福家进绞行研范究开厦发。休由于修铜铟坛硒电肠池是依多元更化合疫物半镇导体晓器件葛，复蛙杂的菊多层园结构充和敏扁感的鞠元素彩配比赵，要吧求其罗工艺扮和设给备极份其严辩格。央太阳洞电池迟光电扑转换握效率优是代染表材毅料性达能、尚器件蛋结构添、制隆备技阶术、例工艺思设备协和检塘测手敢段等愧综合栽性整纵体水应平的腥标志耍性指区标，扎世界耐上只纽奉有四懂个国捎家开毙发出松这种苏单体汤电池遍和集遮成组故件，州美、挡日、呆德三焰国完怠成了腰中试届线的蛛开发花，尚炸未实本现商揪品化杏。采用Cu稼In恼Ga鼠Se多元复象合薄膜祥，也可割生产高宰效太阳御能电池蛙。薄膜男是通过乏在玻璃古／Ｍo基材左上通循过物擦理气天相淀康积铜列和硒蒜或铟吵和硒涛并调丈整该通薄膜位的最犁终化香学计焦量比Cu=1都~1宾.2∶(In,虾Ga)=栽1~酿1.亮2:埋S搅e=槐2~员2.妨5。4.聚合物览薄膜以聚合沿物代替巡寿无机材宿料是太滩阳能电巾池制造佣的方向崭。其原估理是利蚀用不同旦氧化还斩原型聚胡合物的楚不同氧霜化还原脖电势，铺在导电输材料（薄电极）降表面进创行多层产复合，夹制成类极似无机P－N结的单运向导电丹装置。帐其中一肝个电极敞的内层父由还原仓电位较生低的聚气合物修斩饰，外仗层聚合充物的还哲原电位哲较高，恳电子转窃移方向碎只能由霜内层向沉外层转躁移；另配一个电保极的修酬饰正好面相反，贱并且第题一个电确极上两唉种聚合边物的还素原电位宽均高于效后者的诱两种聚绳合物的兄还原电艘位。当盯两个修个饰电极妨放入含揪有光敏炮化剂的驴电解波蛇中时．晓光敏化闭剂吸光紫后产生哈的电子厚转移到烧还原电捷位较低副的电极池上，还考原电位胜较低电博极上积唯累的电灯子不能厨向外层椒聚合物慌转移，秀只能通拾过外电醒路从还哄原电位控较高的荐电极回皱到电解程液，因牲此外电悬路中有际光电流勤产生。捧由于有亮机材料战柔性好况，成本厦底，对余大规模间利用太菜阳能，显提供廉披价电能瞒具有重驶要意义碎。但以映有机材疫料制备什的太阳镰能电池侄使用寿朝命和效荣率都不劫能和无皆机材料哀特别是叹硅电池或相比。近来报津道，日亡本产业托技术综劲合研究订所已经南研制出硬目前世颠界上太洞阳能转江换率最踢高的有脆机薄膜野太阳能充电池，守其转换鄙率已达怕到现有茧有机薄璃膜太阳违能电池套的四倍积。报道说椅，此前燃的有机蝇薄膜太演阳能电病池是把构两层有层机半导锯体的薄付膜接合停在一起任，其太紧阳能到那电能的悠转换率葱约为１贼％。新惑型有机技薄膜太耽阳能电校池在原崖有的两呜层构造紧中间加尽入一种弹混合薄按膜，变且成三层资构造，占这样就捡增加了棒产生电愉能的分蝴子之间依的接触亚面积，凳从而大递大提高歪了太阳五能转换保率。有机薄套膜太阳络能电池磁使用塑库料等质港轻柔软连的材料嫁为基板胞，因此明人们对枝它的实熔用化期归待很高木。研究荷人员表俗示，通豪过进一夕步研究布，有望鄙开发出艺转换率辛达２０竹％、可丑投入实赏际使用尖的有机速薄膜太旺阳能电虏池。5.纳米晶煤材料人们躺在新弦工艺湖、新盛材料骆、电揭池薄嫁膜化嘉等方让面的瞎探索姻中，霸纳米Ti励O2晶体凤化学秘能太北阳能咐电池京受到宇国内蹲外科改学家振的重析视它灿由瑞篇士Gr们at点ze欲l教授首括先研制车成功。服纳米晶溪化学太捆阳能电勿池（简饶称NPC电池）碍是由一垒种在禁渡带半导旁体材料捡修饰、丝式组装到举另一种励大能隙爪半导体夸材料上愈形成的垦，窄禁盏带半导毅体材料类采用过科渡金属Ru以及Os等的有咳机化合穴物敏化火染料，僚大能隙桌半导体道材料为基纳米多树晶Ti殖O2并制豆成电田极，什此外NPC电池还雹选用适谢当的氧滴化一还仇原电解幕质。纳缺米晶Ti栽O2工作原山理：染初料分子覆吸收太碑阳光能脏跃迁到笨激发态渗，激发浑态不稳持定，电滤子快速般注入到周紧邻的Ti至O2导带鸭，染度料中课失去细的电摆子则渠很快土从电异解质漏中得获到补英偿，南进入TiO2导带中虎的电于打最终进禽入导电群膜,然后通犁过外回舰路产生苍光电流奇。纳串米晶TiO2太阳绣能电嘴池的责优点尘在于次它廉谊价的徒成本湾和简迟单的麦工艺苍及稳荷定的山性能筝。其归光电谢效率必稳定煤在10％以上庄，制作越成本仅蛮为硅太漂阳电池狸的1/5～1/喇10．寿占命能裁达到2O年以隆上。造还未鹊面市茶。6.光电子薄倍增材毁料对普虑通光准电材详料，转一个之光子蒸入射糊只能政产生猎一个辣光电拢子，钳如果糕一个逮光子龟入射恼能产币生多咐个光槐电子欣，可架以称附为光殖电子晨倍增锤材料最。美国剑国家耗可再铃生能信源实坦验室分发现碰：纳郑米晶愤体硅灰每吸灯收一蒸个高蹲能太纤阳光洒光子旋便能或产生2～3个电寒子，论额外逢的电另子来浑自蓝扯光和肝紫外优光的宵光子奇，这臭两种滚光线握的能梢量比远太阳添光谱忧中其粥它光谣线高森得多炭。大卵多数润太阳瞒能电蒜池都浇把这针额外返的能欺量作伯为热忌量而袍浪费医了。脖小的柳纳米赌晶体伟（量贩子点瞒）具腔有量鞭子力具学效停应，现能将果这些骑能量涨转化休为电阻能。安通许过产欧生多士个电住子，歇由纳米槐晶体币硅制掌成的直太阳叨能电宋池理萄论上导可以轮到40霜%以上轧的能单量转巾化为储电能士。而撒目前刘太阳穗电池忙板的议转化炎效率宝最多捎为20%（理落论上巩限27缓.8圆%）。借仗助反射撑镜、透总镜聚集照太阳光题，效率责可达40%，而纳足米晶体葡硅电池活则可升尸至60%。因此斧对于养光电脉材料础的发崇展，拿纳米罢晶体闯硅极匹具应摘用潜说力。然而，敢该工作额刚开始污，额外朱电子出牲现的时捆间十分瓜短暂，晕很难捕壶获进行擦发电。栽证明这顶种效应浩需借助愤光谱学波等间接终方法。六、高南效太阳桑能电池比结构叠层患结构如前痒所述月，包球括多碌层电版池和期多层骡薄膜详。每闪一种魂半导劳体只宾能吸薄收与悄“能赚带隙牌”对演应的恩特定周能量纠范围赔的光骂子，绞能带夫隙越护宽，姨电池船的效稠率则册越高篇。利膏用两练种不靠同的板半导使体层脾来扩侵大其张能量蒜吸收均范围汪，最舅多可杰以利依用阳响光能理量的请３０去％。美国劳截伦斯－府伯克利仇国立实迎验室的钟科学家民使用一灵种称为动“氮化它镓铟”僚的半导府体，以每猜次生摇长一耗个原想子层照的方沃式生蒸产出俭纯度郊极高冰的氮获化镓挣铟晶千体，化大大悉拓宽屋了其出能带揭隙。两个能芳带隙的象组合可浅以使能希量吸收伯率达到50％。佩如果起使用啦多层迈成分截比例纹不同富的氮哄化镓砍铟，川吸收凶率有别可能厚会更刷高。聚焦镜返头美国用芦塑料制暑成的镜尺头，放栽置于电思池和阳筛光之间屯，对阳恋光进行占聚焦。乘经过聚松焦后的递太阳光背，大概吸是原来际强度的250倍。注这样脑