日本三菱公司用上述方法制备的电池，效率达16.42%。 美国 Astropower 公司采用 LPPE 制备的电池效率达
12.2%。
多晶硅薄膜电池由于所使用的硅较单晶硅少，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。
2.多晶硅太阳能电池
多晶硅薄膜太阳电池是将多晶硅薄膜生长在低成本的 衬底材料上，用相对薄的晶体硅层作为太阳电池的激活层, 不仅保持了晶体硅太阳电池的高性能和稳定性, 而且材料 的用量大幅度下降, 明显地降低了电池成本。多晶硅薄膜 太阳电池的工作原理与其它太阳电池一样, 是基于太阳光 与半导体材料的作用而形成光伏效应。
常用制备方法：
➢ 低压化学气相沉积法（LPCVD） ➢ 等离子增强化学气相沉积（PECVD） ➢ 液相外延法（LPPE） ➢ 溅射沉积法
化学气相沉积法
反应气体SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4 ↓（一定保护气氛下）
硅原子沉积在加热的衬底上 （ 衬底材料为Si、SiO2、Si3N4等 ）
由于具有相对较高的转换效率和较低的成本及重量轻等 特点，有着极大的潜力。但其稳定性不高，直接影响实际应 用。若进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，非晶硅大 阳能电池将是太阳能电池的主要发展产品之一。
三种硅基太阳能电池性能分析
种类
优势
劣势
单晶硅太阳能 转化效率最高， 硅消耗量大，成本
电池
技术最为成
多元化合物薄膜太阳能电池
多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷 化镓III-V族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。
硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能 电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产， 但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶 体硅太阳能电池最理想的替代产品。
Kyocera公司(日本京瓷公司)制备的大面积单电晶太阳能电 池转换效率19.44%。
北京太阳能研究所研制的平面高效单晶硅电池 （2cm×2cm）转换效率达19.79%，刻槽埋栅电极晶体硅 电池（5cm×5cm）转换效率达8.6%。
单价格 及繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅电池成本价格较 高，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。
砷化镓III-V化合物电池的转换效率可达28%，砷化镓化合 物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率，抗辐照 能力强，对热不敏感，适合于制造高效单结电池。但是砷化镓 材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了用砷化镓电池的普 及。
多元化合物薄膜太阳能电池
铜铟硒薄膜电池（简称CIS）适合光电转换，不存在光致衰退 效应的问题，转换效率和多晶硅一样。具有价格低廉、性能良好和 工艺简单等优点，将成为今后发展太能电池的一个重要方向。唯一 的问题是材料的来源，由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这 类电池的发展又必然受到限制。
存在问题：非硅衬底上很难形成较大的晶粒，容易在晶粒 间形 成空隙 解决方法：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。
德国费莱堡太阳能研究所采用区馆再结晶技术在FZSi衬底 上制得的多晶硅电池转换效率为19％。
存在问题：光学带隙为1.7eV→对长波区域不敏感→转换效率低 光致衰退效应:光电效率随着光照时间的延续而衰减 解决途径：制备叠层太阳能电池，即在制备的p-i-n单结太阳能，
电池上再沉一个或多个p-i-n子电池制得。
生产方法： 反应溅射法、PECVD法、LPCVD法。 反应气体： H2稀释的SiH4 衬底材料：玻璃、不锈钢等
美国联合太阳能公司（VSSC）制得的单结太阳能电池最高 转换效率为9.3%，三带隙三叠层电池最高转换效率为13％ (在小面积上0. 5cm×0.5cm)。
日本中央研究院采用一系列新措施，制得的非晶硅电池的转 换效率为13.2％。
国内关于非晶硅薄膜电池，尤其叠层太阳能电池的研究并不 多，南开大学耿新华等用工业用材料，以铝电极制备出面积 为20cm×20cm、转换效率为8.28％的叠层太阳能电池。
ch4 太阳能电池的材料 和工艺
太阳能电池对材料的要求
➢ 半导体材料的禁带不能太宽 ➢ 要有较高的光电转换效率 ➢ 材料本身对环境不造成污染 ➢ 材料便于工业化生产且材料性能稳定
一.太阳电池的分类 按照材料分：
按照发展状况分：
二.各类太阳能电池的制造方法及研究状况
硅太阳能电池可分为：
➢ 单晶硅太阳能电池 ➢ 多晶硅薄膜太阳能电池 ➢ 非晶硅薄膜太阳能电池 1.单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池，是以高纯的单晶硅棒为原料的太阳 能电池，其转换效率最高，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热加工处理工艺基 础上。
生产工艺：
导电玻璃
膜切割
检测
镀铝电极
老化 检测 封装
清洗 沉积PN结
成品检测
德国费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平电池转 化效率超过23%，最大值可达23.3％。
3.非晶硅薄膜太阳能电池
非晶硅薄膜太阳能电池所采用的硅为a-Si。其基本结构不 是pn结而是pin结。掺硼形成p区，掺磷形成n区，i为非 杂质或轻掺杂的本征层。
突出特点： ➢ 材料和制造工艺成本低。 ➢ 制作工艺为低温工艺（100-300℃），耗能较低。 ➢ 易于形成大规模生产能力，生产可全流程自动化。 ➢ 品种多，用途广。
高，工艺复杂
熟
多晶硅太阳能 转化效率较高 多晶硅生产工艺复
电池
杂，供应受限
制
非晶硅薄膜太 成本低，可大 转换效率不高，光
阳能电池
规模生产
致衰退效率
转换效率 16%-20%
14%-16%
9%-13%
非晶硅太阳能电池最终将取代单晶硅太阳能电池
太 阳 能 发 电 宗 旨 ： 降 低 成 本 和 提 高 效 率