薄膜太阳能电池的研究进展_张中俊资料.doc

DOI:10.14106/ki.1001-2028.2010.11.004 第 29 卷 第 11 期 电 子 元 件 与 材 料 Vol.29 No.11 2010 年 11 月 ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS Nov. 2010 综 述 薄膜太阳能电池的研究进展 张中俊，王婷婷，曾和平 （华南理工大学 化学与化工学院，广东 广州 510641） 摘要: 薄膜太阳能电池是缓解能源危机的新型光伏器件。评述了薄膜太阳能电池的优缺点，主要介绍了薄膜硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池和有机薄膜太阳能电池的研究现状，总结了它们各自在价格成本、光电转换效率及对环境影响等方面的特点，并对其发展趋势进行了展望。 关键词: 能源；薄膜太阳能电池；综述 中图分类号: TN604 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2010）11-0075-04 Research progress on thin film solar cells ZHANG Zhongjun, WANG Tingting, ZENG Heping (School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China) Abstract: Thin film solar cell is a new kind of photovoltaic cell to mitigate the energy sources crisis. The advantages and shortcomings of thin film solar cells are reviewed, the research status on silicon thin film solar cells, multi-compound thin film solar cells and organic thin film solar cells are mainly introduced, their oneself features in the price, cost, photoelectric transform efficiency and effect to ambient etc. are summarized, and its development trend is forecasted. Key words: energy; thin film solar cell; review  太阳能是清洁的可再生能源，利用和转换太阳能是解决能源危机和环境污染的一条重要途径，而开发太阳能电池是利用太阳能最有效的方法之一。 单晶硅太阳能电池的光电转换效率（简称转换效率）最高，技术成熟，但受到成本较高，材料纯度和制备工艺的限制，其大规模的普及应用受到一定程度的制约。薄膜太阳能电池与晶体硅太阳电池相比具有以下优点：( 1 )材料消耗少：薄膜太阳能电池只需使用极薄光电转换材料；( 2 )制造能耗低：薄膜太阳能电池使用化学气相沉积( CVD )、物理化学气相沉积( PCVD )等多种技术，与晶体硅太阳能电池高耗能的晶体拉制、切割工艺相比较，制造能耗大大降低；( 3 )质量轻：薄膜太阳能电池结构质量轻、转换效率高、可根据用途使用软性基材制造，易折叠携带、应用空间弹性大[1]。 笔者结合国内外相关研究成果，综述了薄膜硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池和有机薄膜太阳能电池近年来的发展状况，总结了它们各自在价格成本、转换效率及对环境影响等方面的优缺  点，并对其发展趋势进行了展望。 1 薄膜硅太阳能电池 薄膜硅太阳能电池主要有非晶硅( a-Si )、微晶硅 ( μc-Si:H )和多晶硅( p-Si )薄膜太阳能电池。 非晶硅薄膜成本低，便于大规模生产，但光学带隙( 1.7 eV )与太阳光光谱不匹配，转化效率受到限 制，且转换效率随光照时间增加而衰减，即所谓的光致衰退 S-W 效应[2]。 微晶硅薄膜太阳能电池具有过渡层结构，稳定性好，转换效率高，S-W 效应相对较弱。Finger 等[3]采用热丝化学气相沉积( Hot-wire CVD )技术制备微晶硅单质结太阳能电池的过渡层，其转换效率达到10.3%。Wang 等[4]采用相同方法制备的微晶硅太阳能电池在光照 1 000 h 后，转换效率衰减小于 10%，呈现出良好的稳定性。但 μc-Si:H 薄膜沉积速率偏低 ( 1.2 nm/s )