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薄膜太阳能电池介绍 姓名：高杨 班级：0812班 学号：0808090533 日期：2009.5.31 主要内容 1.研究背景 薄膜电池顾名思义就是将一层薄膜制备成太阳能电池，其用硅量极少，更容易降低成本，同时它既是一种高效能源产品，又是一种新型建筑材料，更容易与建筑完美结合。在国际市场硅原材料持续紧张的背景下，薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点。 薄膜太阳能电池虽然早已出现，但由于光电转换效率低、衰减率（光致衰退率）较高等问题，前些年未引起业界的足够关注，市场占有率很低。随着其技术的不断进步，光电转换效率得到迅速提高，现在比2年以前约提升了30%-40%，虽然仍然与晶体硅电池相比有很大差距，但其用料少、工艺简单、能耗低，成本有一定优势，越来越被业界所接受。因此近3年来薄膜太阳能电池产业得到较快发展。 2.薄膜太阳能电池的发展 2.1薄膜太阳能电池行业发展概况 全球太阳能电池产业1994－2004年10年里增长了17倍，2005年总产量1656WM，同比增长38.7％，总产量已超过2300MW，累计装机发电容量已超过5GW，2005年，世界光伏市场安装量同比增长34％，达到1460WM，其中德国占全世界的57％，日本约占20％，美国约为7％，2010年全球太阳能电池产量将达到4.5GW，市场将达到186－231亿美元，年安装容量将达3.2－3.9GW，预计2006－2010年光伏产业需求的年均增长率约23.8％。 太阳能电池生产主要分布日本、欧洲和美国，2005年产量占比为日本46％、欧洲28％、美国9％、其他17％，中国已成为第四大生产国，2005年前10大厂商为Sharp、Q Cells、Kyocera、BP Solar、Sanyo、Mitsubishi Electric、RWE、Shell Solar、Motech、Suntech，占总产量的89％，最大的生长商夏普2005年产量预计达450MW，增长2.7倍，产能将达600MW，占全球1/4以上。 2.2我国太阳能电池发展状况  我国的光伏特发电应用始于20世纪70年代，在20世纪末，我国的太阳能电池的研究和生产处于基础和小规模阶段，然而进入21世纪，已建成7个初具规模的光伏电池生产厂，光伏电池组件的年生产能力为4.5MW左右，其中，单晶硅电池为2.5MW，非晶硅电池为2MW，但多晶硅电池只有少量的中试产品，远远满足不了需要。 我国太阳能电池产业水平，除无锡尚德等少数企业进入国际一流行业且部分技术国际领先外，整体研发和大生产技术与国际先进水平尚有差距，但差距不大。拥有的技术和专利集中在少数企业，相当多的企业缺乏创新能力。  1.多晶硅薄膜太阳电池 2.非晶硅薄膜太阳电池 3.化合物半导体薄膜太阳电池 （1）GaAs薄膜太阳电池 （2）CdS/CdTe薄膜太阳电池 （3）CIS和CIGS薄膜太阳电池 使用廉价衬底淀积多晶硅薄膜制作太阳电池有可能降低成本。最早实现商品化的多晶硅薄膜电池仍厚达l00 ?m，以后才逐渐减薄到l0 ?m以下，1995年l0 ?m厚的多晶硅薄膜电池的能量转换效率达到9.2 %。其做法是先在金属衬底上淀积非晶硅然后在600℃下令其晶化。图3-15 多晶硅多层电池主要制作流程: (a)玻璃衬底, (b)淀积多层膜, (c)一次刻槽, (d)二次刻槽, (e)电极制作 在同一块玻璃衬底上的线状电池很容易通过串联或并联连接直接构成一个电池组件。据说这种电池组件的效率高达15％。 图4：薄膜多晶硅太阳电池 4.3化合物半导体薄膜太阳电池 4.3.1 GaAs薄膜太阳电池 GaAs属于III-V族化合物半导体材料，具有和硅相似的闪锌矿晶体结构正好为高吸收率太阳光的值，其能隙为1.4eV，为直接禁带半导体，能强烈吸收太阳光，只需要几个微米便可吸收绝大部分的入射太阳光。此外，GaAs还具有很高的光发射效率和光吸收系数，因此，已成为当今光电子领域的基础材料，在光生伏特太阳电池领域中扮演重要角色。GaAs等III-V化合物薄膜电池的制备主要采用MOVPE和LPE技术，其中MOVPE方法制备GaAs薄膜电池受衬底位错、反应压力、III-V比率、总流量等诸多参数的影响。 4.3.2 CdS/CdTe薄膜太阳电池 在薄膜光伏材料中，CdTe已被公认为高效、稳定、廉价的薄膜光伏器件材料。其中，CdTe是直接带隙材料，带隙