薄膜太阳能电池
薄膜太阳能电池的优缺点
薄膜型太阳能电池的优缺点3.4 薄膜型太阳能电池薄膜型太阳能电池由于使用材料较少，就每一模块的成本而言比起堆积型太阳能电池有着明显的减少，制造程序上所需的能量也较堆积型太阳能电池来的小，它同时也拥有整合型式的连接模块，如此一来便可省下了独立模块所需在固定和内部连接的成本。
未来薄膜型太阳能电池将可能会取代现今一般常用硅太阳能电池，而成为市场主流。
非晶硅太阳能电池与单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池的最主要差异是材料的不同，单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池的材料都疏，而非晶硅太阳能电池的材料则是SiH4，因为材料的不同而使非晶硅太阳能电池的构造与晶硅太阳能电池稍有不同。
SiH4 最大的优点为吸光效果及光导效果都很好，但其电气特性类似绝缘体，与硅的半导体特性相差甚远，因此最初认为SiH4 是不适合的材料。
但在1970年代科学家克服了这个问题，不久后美国的RCA制造出第一个非晶硅太阳能电池。
虽然SiH4 吸光效果及光导效果都很好，但由于其结晶构造比多晶硅太阳能电池差，所以悬浮键的问题比多晶硅太阳能电池还严重，自由电子与电洞复合的速率非常快；此外SiH4 的结晶构造不规则会阻碍电子与电洞的移动使得扩散范围变短。
基于以上两个因素，因此当光照射在SiH4上产生电子电洞对后，必须尽快将电子与电洞分离，才能有效产生光电效应。
所以非晶硅太阳能电池大多做得很薄，以减少自由电子与电洞复合。
由于SiH4的吸光效果很好，虽然非晶硅太阳能电池做得很薄，仍然可以吸收大部分的光。
非晶硅薄膜型太阳能电池的结构不同于一般硅太阳能电池，如图9 所示，其主要可分为三层，上层为非常薄（约为0.008微米）且具有高掺杂浓度的P＋；中间一层则是较厚（0.5∼1 微米）的纯质层（Intrinsic layer），但纯质层一般而言通常都不会是完全的纯质（Intrinsic），而是掺杂浓度较低的n 型材料；最下面一层则是较薄（0.02 微米）的n。
薄膜太阳能电池封装工艺简介
薄膜太阳能电池封装工艺简介概述薄膜太阳能电池作为一种高效、轻薄、柔性的太阳能电池，已经在能源领域得到广泛应用。
其中，薄膜太阳能电池封装工艺是整个生产过程中非常重要的一部分，它是将薄膜太阳能电池片与封装材料合理结合，以保护电池片，并提高电池的稳定性和效率的过程。
本文将介绍薄膜太阳能电池封装的基本工艺和流程。
薄膜太阳能电池封装工艺流程薄膜太阳能电池封装工艺包括以下几个主要步骤：1.准备工作：对薄膜太阳能电池片进行检查，确保其质量符合要求。
同时，准备好所需的封装材料，如背电极、背板、封装胶等。
2.封装背电极：将背电极粘贴在薄膜太阳能电池片的背面，以提供电流的传导和连接功能。
背电极的粘贴需要使用特殊的胶水，确保背电极与电池片之间无空隙。
3.安装背板：将背板固定在背电极上，以保护电池片，并提供良好的支撑。
背板通常采用耐候性较好的材料，如塑料或金属。
4.填充封装胶：在背板上涂覆一层封装胶，将封装胶均匀地涂抹在整个背板上，确保电池片能够被充分覆盖。
封装胶的材料可根据具体需求选择，常见的有有机硅、聚氨酯等。
5.封装胶固化：待封装胶涂覆完毕后，需要将其进行固化，以提高胶水的稳定性。
固化的方法可以是自然固化或烘箱固化，根据具体工艺和生产需求进行选择。
6.切割：将已固化的薄膜太阳能电池进行切割，得到所需尺寸的电池片。
切割时需要注意切口的平整和尺寸的一致性，以保证后续组装的顺利进行。
7.电池片测试：对切割好的电池片进行测试，检查其光电性能和其他关键指标是否符合要求。
测试的方法可以是电流-电压曲线测试、光谱响应测试等。
8.组装：根据具体的产品需求，将电池片与其他组件进行组装，如连接导线、安装支架等。
组装工艺需要严格控制每个环节的精度和质量，确保组装的稳定性和可靠性。
9.封装测试：对已组装好的薄膜太阳能电池组件进行全面的测试，包括电池组件的电性能、机械性能等。
测试结果将直接影响组件的质量和性能。
结论薄膜太阳能电池封装工艺是保护和提升电池性能的关键环节，它涉及多个步骤和工艺参数的控制。
三种主要的薄膜太阳能电池详解
摘要：上述电池中，尽管硫化镉薄膜电池地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，会对环境造成严重地污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想地替代.砷化镓化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高地转换效率受到人们地普遍重视.关键字：薄膜太阳能电池, 砷化镓, 单晶硅电池文档收集自网络，仅用于个人学习单晶硅是制造太阳能电池地理想材料，但是由于其制取工艺相对复杂，耗能大，仍然需要其他更加廉价地材料来取代.为了寻找单晶硅电池地替代品，人们除开发了多晶硅，非晶硅薄膜太阳能电池外，又不断研制其它材料地太阳能电池.其中主要包括砷化镓族化合物，硫化镉，碲化镉及铜锢硒薄膜电池等. 来源:大比特半导体器件网文档收集自网络，仅用于个人学习上述电池中，尽管硫化镉薄膜电池地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，会对环境造成严重地污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想地替代.砷化镓化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高地转换效率受到人们地普遍重视. 来源:大比特半导体器件网文档收集自网络，仅用于个人学习砷化镓太阳能电池属于族化合物半导体材料，其能隙为，正好为高吸收率太阳光地值，与太阳光谱地匹配较适合，且能耐高温，在℃地条件下，光电转换性能仍很良好，其最高光电转换效率约，特别适合做高温聚光太阳电池.砷化镓生产方式和传统地硅晶圆生产方式大不相同，砷化镓需要采用磊晶技术制造，这种磊晶圆地直径通常为—英寸，比硅晶圆地英寸要小得多.磊晶圆需要特殊地机台，同时砷化镓原材料成本高出硅很多，最终导致砷化镓成品成本比较高.磊晶目前有两种，一种是化学地，一种是物理地.等化合物薄膜电池地制备主要采用和技术，其中方法制备薄膜电池受衬底位错，反应压力，比率，总流量等诸多参数地影响. (砷化镓)光电池大多采用液相外延法或技术制备.用作衬底地光电池效率高达(一般在左右) ，产品耐高温和辐射，但生产成本高，产量受限，目前主要作空间电源用.以硅片作衬底，技术异质外延方法制造电池是降用低成本很有希望地方法.已研究地砷化镓系列太阳电池有单晶砷化镓，多晶砷化镓，镓铝砷砷化镓异质结，金属半导体砷化镓，金属绝缘体半导体砷化镓太阳电池等.文档收集自网络，仅用于个人学习砷化镓材料地制备类似硅半导体材料地制备，有晶体生长法，直接拉制法，气相生长法，液相外延法等.由于镓比较稀缺，砷有毒，制造成本高，此种太阳电池地发展受到影响.除外，其它化合物如，等电池材料也得到了开发. 来源:大比特半导体器件网文档收集自网络，仅用于个人学习年德国费莱堡太阳能系统研究所制得地太阳能电池转换效率为，为欧洲记录.首次制备地电池转换效率为.另外，该研究所还采用堆叠结构制备，电池，该电池是将两个独立地电池堆叠在一起，作为上电池，下电池用地是，所得到地电池效率达到. 来源:大比特半导体器件网文档收集自网络，仅用于个人学习砷化镓()化合物电池地转换效率可达，化合物材料具有十分理想地光学带隙以及较高地吸收效率，抗辐照能力强，对热不敏感，适合于制造高效单结电池.但是材料地价格不菲，因而在很大程度上限制了用电池地普及. 来源:大比特半导体器件网文档收集自网络，仅用于个人学习铜铟硒电池铜铟硒简称材料地能降为，适于太阳光地光电转换，另外，薄膜太阳电池不存在光致衰退问题.因此，用作高转换效率薄膜太阳能电池材料也引起了人们地注目.文档收集自网络，仅用于个人学习电池薄膜地制备主要有真空蒸镀法和硒化法.真空蒸镀法是采用各自地蒸发源蒸镀铜，铟和硒，硒化法是使用叠层膜硒化，但该法难以得到组成均匀地.薄膜电池从年代最初地转换效率发展到目前地左右.日本松下电气工业公司开发地掺镓地电池，其光电转换效率为(面积) .年美国可再生能源研究室研制出转换效率地太阳能电池，这是迄今为止世界上该电池地最高转换效率.预计到年电池地转换效率将达到，相当于多晶硅太阳能电池. 作为太阳能电池地半导体材料，具有价格低廉，性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展太阳能电池地一个重要方向.唯一地问题是材料地来源，由于铟和硒都是比较稀有地元素，因此，这类电池地发展又必然受到限制. 来源:大比特半导体器件网文档收集自网络，仅用于个人学习碲化镉太阳能电池是ⅡⅥ族化合物半导体，带隙，与太阳光谱非常匹配，最适合于光电能量转换，是一种良好地材料，具有很高地理论效率()，性能很稳定，一直被光伏界看重，是技术上发展较快地一种薄膜电池.碲化镉容易沉积成大面积地薄膜，沉积速率也高.薄膜太阳电池通常以异质结为基础.尽管和和晶格常数相差，但它们组成地异质结电学性能优良，制成地太阳电池地填充因子高达.文档收集自网络，仅用于个人学习制备多晶薄膜地多种工艺和技术已经开发出来，如近空间升华、电沉积、、、、丝网印刷、溅射、真空蒸发等.丝网印刷烧结法：由含、浆料进行丝网印刷、膜，然后在～℃可控气氛下进行热处理得大晶粒薄膜. 近空间升华法：采用玻璃作衬底，衬底温度～℃，沉积速率μ. 真空蒸发法：将从约℃加热钳埚中升华，冷凝在～℃衬底上，典型沉积速率. 以吸收层，作窗口层半导体异质结电池地典型结构：减反射膜玻璃()背电极.电池地实验室效率不断攀升，最近突.世纪年代初，电池已实现了规模化生产，但市场发展缓慢，市场份额一直徘徊在左右.商业化电池效率平均为. 来源:大比特半导体器件网文档收集自网络，仅用于个人学习人们认为，薄膜太阳电池是太阳能电池中最容易制造地，因而它向商品化进展最快.提高效率就是要对电池结构及各层材料工艺进行优化，适当减薄窗口层地厚度，可减少入射光地损失，从而增加电池短波响应以提高短路电流密度，较高转换效率地电池就采用了较薄地窗口层而创了最高纪录.要降低成本，就必须将地沉积温度降到℃以下，以适于廉价地玻璃作衬底;实验室成果走向产业，必须经过组件以及生产模式地设计、研究和优化过程.近年来，不仅有许多国家地研究小组已经能够在低衬底温度下制造出转换效率以上地太阳电池，而且在大面积组件方面取得了可喜地进展，许多公司正在进行薄膜太阳电池地中试和生产厂地建设.有地已经投产. 来源:大比特半导体器件网文档收集自网络，仅用于个人学习在广泛深入地应用研究基础上，国际上许多国家地薄膜太阳电池已由实验室研究阶段开始走向规模工业化生产.年美国地电池产量就为，目前，美国高尔登光学公司( )在薄膜电池地生产能力为，日本地电池产量为.德国公司将在建成一家年产地薄膜太阳电池组件生产厂，预计其生产成本将会低于$.该组件不但性能优良，而且生产工艺先进，使得该光伏组件具有完美地外型，能在建筑物上使用，既拓宽了应用面，又可取代某些建筑材料而使电池成本进一步降低. 公司计划在生产薄膜太阳电池.而公司也将进一步扩大薄膜太阳电池生产. 来源:大比特半导体器件网文档收集自网络，仅用于个人学习薄膜太阳电池是薄膜太阳电池中发展较快地一种光伏器件.美国南佛罗里达大学于年用升华法在面积上做出效率为地太阳电池，随后，日本报道了基电池以作吸收层，作窗口层地半导体异质结电池，其典型结构为玻璃背电极，小面积电池最高转换效率，成为当时薄膜太阳能电池地最高纪录，近年来，太阳电池地研究方向是高转换效率，低成本和高稳定性.因此，以为代表地薄膜太阳电池倍受关注，报道了面积为电池转换效率达到地水平.美国国家可再生能源实验室提供了地面积为薄膜太阳电池地测试结果，转换效率达到地薄膜太阳电池，面积为，效率为，面积为地太阳电池，转换效率达到地太阳电池，面积为，转换效率为. 来源:大比特半导体器件网文档收集自网络，仅用于个人学习碲化镉薄膜太阳电池地制造成本低，目前，已获得地最高效率为，是应用前景最好地新型太阳电池，它已经成为美、德、日、意等国研究开发地主要对象. 来源:大比特半导体器件网文档收集自网络，仅用于个人学习薄膜太阳电池较其他地薄膜电池容易制造，因而它向商品化进展最快.已由实验室研究阶段走向规模化工业生产.下一步地研发重点，是进一步降低成本、提高效率并改进与完善生产工艺.太阳能电池在具备许多有利于竞争地因素下，但在年其全球市占率仅﹪，目前电池商业化产品效率已超过﹪，究其无法耀升为市场主流地原因，大至有下列几点：一、模块与基材材料成本太高，整体太阳能电池材料占总成本地﹪，其中半导体材料只占约﹪.二、碲天然运藏量有限，其总量势必无法应付大量而全盘地倚赖此种光电池发电之需.三、镉地毒性，使人们无法放心地接受此种光电池. 来源:大比特半导体器件网文档收集自网络，仅用于个人学习太阳能电池作为大规模生产与应用地光伏器件，最值得关注地是环境污染问题.有毒元素对环境地污染和对操作人员健康地危害是不容忽视地.我们不能在获取清洁能源地同时，又对人体和人类生存环境造成新地危害.有效地处理废弃和破损地组件，技术上很简单.而是重金属，有剧毒，地化合物与一样有毒.其主要影响，一是含有地尘埃通过呼吸道对人类和其他动物造成地危害;二是生产废水废物排放所造成地污染.因此，对破损地玻璃片上地和应去除并回收，对损坏和废弃地组件应进行妥善处理，对生产中排放地废水、废物应进行符合环保标准地处理.目前各国均在大力研究解决薄膜太阳能电池发展地因素，相信上述问题不久将会逐个解决，从而使碲化镉薄膜电池成为未来社会新地能源成分之一.文档收集自网络，仅用于个人学习。
CIGS薄膜太阳能电池简要介绍和发展现状
汇报人：XX
目 录
• CIGS薄膜太阳能电池概述 • CIGS薄膜太阳能电池发展历程 • CIGS薄膜太阳能电池制备技术 • CIGS薄膜太阳能电池性能评价 • CIGS薄膜太阳能电池应用领域拓展 • CIGS薄膜太阳能电池产业发展现状及挑战 • 总结与展望
01
CIGS薄膜太阳能电池概述
定义与基本原理
CIGS薄膜太阳能电池定义
CIGS是铜铟镓硒（CuInGaSe2）的缩写，是一种基于多元化合物半导体的薄 膜太阳能电池。
工作原理
CIGS薄膜太阳能电池利用光电效应，将光能转换为电能。当太阳光照射到电池 表面时，光子被吸收并激发出电子-空穴对，在内建电场作用下分离并收集到电 极上，从而产生电流。
优点
工艺简单，成本低，适用于大面积生产。
缺点
薄膜质量受喷涂工艺和热处理条件等因素影响， 难以控制。
不同制备方法比较
真空蒸发法与电化学沉积法比较
真空蒸发法制备的薄膜质量较高，但设备成本高；电化学沉积法设备简单，成本 低，但沉积速率较慢。
喷涂热解法与前两者比较
喷涂热解法工艺简单，成本低，适用于大面积生产，但薄膜质量相对较难控制。 在实际应用中，可根据具体需求和条件选择合适的制备方法。
器件结构
初步构建CIGS薄膜太阳能电池的 器件结构，研究各层之间的相互 影响。
实验室规模制备
在实验室规模下，制备出小面积 的CIGS薄膜太阳能电池，并对其 性能进行评估。
技术突破与产业化进程
01
02
03
大面积制备技术
突破大面积均匀制备CIGS 薄膜的技术难题，为产业 化奠定基础。
转换效率提升
通过优化材料组成、改进 制备工艺等方式，不断提 高CIGS薄膜太阳能电池的 转换效率。
薄膜太阳能电池介绍
薄膜太阳能电池介绍
薄膜太阳能电池是一种新型的光伏器件，其核心原材料包括硅材料、非晶硅材料、CIGS材料和CdTe材料等。
其中，非晶硅材料是太阳能电池的核心原材料之一，具有降低制造成本、易于实现大面积和大批量连续生产等优点，是降低成本和提高光子循环效率的理想材料。
薄膜太阳能电池除了具有平面结构外，还具有可挠性和可制成非平面构造等特性，使其在应用范围上非常广泛，可以与建筑物结合或变成建筑物的一部分。
薄膜太阳能电池的制造方法包括电子回旋共振法、光化学气相沉积法、直流辉光放电法、射频辉光放电法、溅射法和热丝法等。
其中，射频辉光放电法由于其低温过程、易于实现大面积和大批量连续生产，已成为国际公认的成熟技术。
薄膜太阳能电池在光伏建筑一体化、屋顶并网发电系统以及光伏电站等领域有着广泛的应用前景。
此外，非晶硅薄膜太阳电池在高气温条件下衰减微弱，适合高温、荒漠地区建设电站。
同时，薄膜太阳能电池的原材料来源广泛、生产成本低、便于大规模生产，具有广阔的市场前景。
薄膜太阳能电池种类
薄膜太阳能电池种类薄膜太阳能电池是一种新型的太阳能电池技术，相比传统的硅基太阳能电池，薄膜太阳能电池具有更轻薄、柔性、低成本等优点。
随着科技的不断进步，薄膜太阳能电池也在不断发展和演进。
本文将介绍几种常见的薄膜太阳能电池种类。
1. 铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS）铜铟镓硒薄膜太阳能电池是目前应用最广泛的薄膜太阳能电池之一。
它是由铜（Copper）、铟（Indium）、镓（Gallium）和硒（Selenium）等元素组成的薄膜材料。
CIGS薄膜太阳能电池具有高光电转换效率、良好的低光照性能和较高的稳定性。
此外，CIGS 薄膜太阳能电池制造工艺简单，可采用卷绕式生产，适用于大规模生产。
2. 钙钛矿薄膜太阳能电池钙钛矿薄膜太阳能电池是近年来兴起的一种新型薄膜太阳能电池。
钙钛矿材料具有优异的光电转换效率，可以达到甚至超过传统硅基太阳能电池的效率。
钙钛矿薄膜太阳能电池制作工艺相对简单，可以采用喷涂、印刷等低成本制备技术。
然而，钙钛矿薄膜太阳能电池的稳定性仍然是一个挑战，需要进一步的研究和改进。
3. 有机薄膜太阳能电池有机薄膜太阳能电池是一种利用有机半导体材料制作的薄膜太阳能电池。
有机薄膜太阳能电池具有柔性、轻薄、透明等特点，可以应用于更广泛的场景，如可穿戴设备、建筑外墙等。
有机薄膜太阳能电池的制备工艺相对简单，可以采用印刷、喷涂等低成本的大面积制备技术。
然而，有机薄膜太阳能电池的光电转换效率相对较低，稳定性也有待提高。
4. 硒化镉薄膜太阳能电池硒化镉薄膜太阳能电池是一种利用硒化镉材料制作的薄膜太阳能电池。
硒化镉薄膜太阳能电池具有高光电转换效率和较好的稳定性。
硒化镉薄膜太阳能电池的制备工艺相对简单，可以采用蒸镉、蒸硒等方法制备。
然而，硒化镉薄膜太阳能电池的环境友好性存在争议，因为镉元素对环境有一定的污染风险。
总结一下，薄膜太阳能电池是太阳能电池技术的重要分支，具有轻薄、柔性、低成本等优点。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池、钙钛矿薄膜太阳能电池、有机薄膜太阳能电池和硒化镉薄膜太阳能电池是其中的几种常见类型。
薄膜太阳能电池技术
薄膜太阳能电池技术
薄膜太阳能电池技术是一种太阳能电池的制造技术。
与传统的硅基太阳能电池相比，薄膜太阳能电池采用了更薄、更轻的材料来制造电池片。
薄膜太阳能电池技术具有以下特点：
1.轻薄柔性：薄膜太阳能电池使用的是薄膜材料，相对于硅基太阳能电池的玻璃基底，薄膜太阳能电池更轻薄，也更柔性，可以适应弯曲和复杂的表面形状。
2.成本低：薄膜太阳能电池制造过程相对简单，不需要高温和高真空条件，可以以较低的成本大规模生产。
3.高温稳定性：薄膜太阳能电池具有较好的高温稳定性，相对于硅基太阳能电池，在高温环境下性能衰减较小。
4.良好的低光强效果：薄膜太阳能电池对于低光强度环境有较好的适应能力，相对于硅基太阳能电池，在阴天或弱光条件下也能产生较高的电能输出。
薄膜太阳能电池技术目前有几种不同材料的薄膜电池，包括硅薄膜太阳能电池、铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池、半导体量子点薄膜太阳能电池等。
每种薄膜材料都有其独特的特性和应用领域。
薄膜太阳能电池技术在光伏发电领域得到广泛应用，并且不断进行研发和改进，以提高效率、降低成本，推动太阳能产业的发展。
薄膜太阳能电池及制造工艺
05
制造工艺的应用与发展趋势
在光伏产业中的应用
薄膜太阳能电 池的应用：在 光伏发电、建 筑一体化、便 携式电子设备 等领域的应用
制造工艺的发 展趋势：提高 转换效率、降 低成本、提高 稳定性和可靠
性
薄膜太阳能电 池的优势：轻 便、柔性、可 弯曲、易于安
装和维护
制造工艺的创 新：采用新型 材料、改进生 产工艺、提高 生产效率和降
封装材料：选择 耐高温、耐腐蚀 、密封性好的封 装材料
基底处理
清洗：去除基底表面的灰尘、油污等杂质 打磨：使基底表面平整，提高附着力 活化：增加基底表面的活性，提高薄膜太阳能电池的性能 镀膜：在基底表面沉积薄膜太阳能电池所需的功能层
薄膜制备
薄膜沉积：采用化学气相沉积、 物理气相沉积等方法，在基底
特点：轻便、柔性、可弯曲、 易于安装和携带
分类：硅基薄膜太阳能电池、 铜铟镓硒薄膜太阳能电池、钙 钛矿太阳能电池等
应用领域：建筑、汽车、电子 设备、航天等领域
工作原理
薄膜太阳能电池 主要由半导体材 料制成，如硅、 砷化镓等。
太阳光照射到半 导体材料上，产 生电子-空穴对。
电子-空穴对在半 导体材料内部运 动，形成电流。
电流通过外部电 路，产生电能。
优缺点
优点：轻便、可弯曲、可折叠、 可粘贴
优点：易于安装和维护
缺点：能量转换效率较低
缺点：对环境敏感，易受温度、 湿度等环境因素影响
03
制造工艺流程
原材料选择
硅片：选择高质 量的硅片，保证 电池性能
导电浆料：选择 导电性好、稳定 性高的导电浆料
背电极材料：选 择导电性好、耐 腐蚀的背电极材 料
所需的图案
薄膜钝化：采用化学气相沉积、 物理气相沉积等方法，在半导 体薄膜表面沉积钝化层，以提
薄膜太阳能电池的研究及应用
薄膜太阳能电池的研究及应用薄膜太阳能电池是应用广泛的一种太阳能技术，在太阳能发电领域中扮演重要的角色。
如今，在探寻清洁能源的道路上，人们越来越依赖于太阳能发电，薄膜太阳能电池也被认为是一个不错的选择。
一、薄膜太阳能电池的发展历史薄膜太阳能电池最早的研究可以追溯到上世纪50年代末期。
当时美国贝尔实验室发现，硫化镉薄膜对太阳光具有吸收和转化的作用。
进入70年代以后，太阳能技术逐渐得到普及，薄膜太阳能电池因其体积小、重量轻、柔性较强等优势越来越受到人们的关注。
二、薄膜太阳能电池的特点和优势薄膜太阳能电池是一种光电转换器件，与厚薄片太阳能电池相比，其主要优势在于：1、轻薄柔性：薄膜太阳能电池采用薄膜太阳能电池基底，柔性好，可以应用于机器人、电子标签、可穿戴设备等电子产品领域，也可以应用到建筑物的窗户或外墙上。
2、高效：薄膜太阳能电池可以将太阳能转化为电能，具有高效能转换的特点。
目前市面上的薄膜太阳能电池转换效率达到了10%以上。
3、成本低：由于薄膜太阳能电池具有材料低成本、制造过程简单等特点，制造成本比厚薄片太阳能电池更加优势。
三、薄膜太阳能电池的分类按材料分类，薄膜太阳能电池通常分为以下几类：1、薄膜硅（a-Si）太阳能电池：a-Si 是一种非晶硅材料，采用PECVD等技术在薄膜太阳能电池基底上进行压电转换来将太阳光转化为电能。
2、铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池：CIGS 太阳能电池是一种沙莓氏结构的太阳能电池，它的薄膜基底通常是玻璃或不锈钢。
CIGS 太阳能电池的效率高，稳定性好，但是制造工艺相对较为复杂。
3、有机薄膜太阳能电池：有机太阳能电池以有机半导体材料为基础，常见的有机材料有聚合物、酞菁类化合物等。
四、薄膜太阳能电池的应用前景随着全球清洁能源政策和市场的逐渐发展，薄膜太阳能电池在设备制造、能源存储、封装材料、航空航天、汽车行业等领域都有广泛的应用前景。
例如，在建筑领域中，薄膜太阳能电池可用于建筑材料和各种透明材料，如窗户、隔热材料等，以及在大型建筑物如桥梁、道路等地方进行公共区域照明和提供城市光源等多项应用。
太阳能电池板的分类及特点详细介绍
太阳能电池板的分类及特点详细介绍太阳能电池板是一种将太阳能转化为电能的装置，广泛应用于太阳能发电系统中。
太阳能电池板根据不同的材料和工艺，可以分为单晶硅、多晶硅、薄膜和有机太阳能电池板等不同类型。
下面将逐一介绍各种类型的太阳能电池板及其特点。
1.单晶硅太阳能电池板：单晶硅太阳能电池板由单晶硅元件组成，具有高效能转化率和较高的稳定性。
其制造过程中采用了较高的温度和气氛，因此成本相对较高。
单晶硅太阳能电池板的特点包括高效率、较长的使用寿命和良好的稳定性，但其能量密度较低，故面积较大。
2.多晶硅太阳能电池板：多晶硅太阳能电池板以多晶硅元件制成，制造过程简单，因此成本相对较低。
多晶硅太阳能电池板的特点包括性价比高、适用于大规模生产和可塑性强。
然而，多晶硅太阳能电池板的转化效率较低，且在高温环境下性能容易衰减。
3.薄膜太阳能电池板：薄膜太阳能电池板由柔性材料上的薄膜组成，可以分为非晶硅薄膜、铜铟镓硒薄膜（CIGS）和碲化铟镓薄膜（CIG）等。
薄膜太阳能电池板具有重量轻、可弯曲性强等特点，可以应用于曲面建筑物和可穿戴设备中。
然而，薄膜太阳能电池板的转化效率一般较低，且使用寿命有限。
4.有机太阳能电池板：有机太阳能电池板由有机材料构成，具有低成本、柔性和轻质等优点。
有机太阳能电池板的制造工艺相对简单且环境友好。
然而，有机太阳能电池板的转化效率较低，且在高温和潮湿环境下易受到损坏。
总体而言，太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置，根据不同的材料和工艺，可以分为单晶硅、多晶硅、薄膜和有机太阳能电池板等不同类型。
每种类型的太阳能电池板都有其独特的特点和应用场景。
单晶硅太阳能电池板具有高效率和较长的使用寿命，适用于需要高转化效率和稳定性的场合；多晶硅太阳能电池板具有低成本和可塑性强，适用于大规模生产和柔性应用；薄膜太阳能电池板具有重量轻、可弯曲性强的特点，适用于曲面建筑物和可穿戴设备；有机太阳能电池板具有低成本和环境友好的特点，适用于柔性和轻质应用。
CdTe太阳能电池
CdTe太阳能电池发电的原理是基于光伏效应，即由太阳 光子与半导体相互作而产生电势从而输出电流对外做功。
p/n结型太阳能电池的工作原理是：p型半导体和n型半导 体结合在一起形成p-n结，由于多数载流子的扩散形成空间电 荷区，同时形成一个不断增强的从n型到p型半导体的内建电场， 导致多数载流子反向飘移。当这一过程达到平衡，扩散电流和 飘移电流相等。当有光照射p-n结，且光子能量大于p-n结的禁 带宽度时。吸收层的电子获得能量跃迁到导带，同时在价带中 产生空穴。在p-n结附近会产生电子-空穴对。产生的非平衡载 流子由于内建电场作用向空间电荷区两端漂移从而产生光生电 势。将p-n结与外电路导通，电路中会出现电流。这一现象称 为光生伏特效应，简称光伏效应。
升华过程：CdTe在一定温度下分解为气态的Cd和Te2。 沉积过程：气相的Cd和Te2被输运到温度较低的衬底表面区
域，使其成为过饱和状态，经过冷凝成核，在村底 表面沉积成固态的CdTe薄膜。
其中升华和沉积过程可逆，而且决定着薄膜的厚度。
Institute of Optoelectronic Technology
BEIJING JIAOTONG UNIVERSITY
5、发优展点前景
镉排放量
碲化镉薄膜太阳能电池在工业规模上成本
1
大大优于晶体硅和其他材料的太阳能电池
技术，生产成本仅为0.87美元/W。
其 次 它 和 太 阳 的 光 谱 最 一 致 ， 可 吸 收 95%
2
以上的阳光。
工艺相对简单，标准工艺，低能耗，无污
BEIJING JIAOTONG UNIVERSITY
CdTe吸收层
它是电池的主体吸光层，它与n型的CdS窗口层形成的 p-n结是整个电池最核心的部分。多晶CdTe薄膜具有制 备太阳能电池的理想的禁带宽度(Eg=1．45 eV)和高的 光吸收率(大约104cm-1)。CdTe的光谱响应与太阳光谱 几乎相同。
光伏板材料的种类
光伏板材料的种类光伏板材料是太阳能光伏发电系统中的核心组成部分，其选择对于光伏系统的性能和效率具有重要影响。
在回答你的问题之前，我将会介绍几种常见的光伏板材料，包括单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜太阳能电池。
1.单晶硅：单晶硅是最常见的光伏板材料之一，也被称为单晶硅太阳能电池。
它由高纯度的硅单晶材料制成，具有非常高的效率和稳定性。
单晶硅电池的外观为深蓝色或黑色，具有光滑的外表。
单晶硅光伏板通常具有较高的转换效率和较长的寿命，但成本较高。
2.多晶硅：多晶硅也是一种常用的光伏板材料，由由多个晶体颗粒组成。
与单晶硅相比，多晶硅制造成本较低，但效率稍低。
多晶硅光伏板的颜色通常呈现浅蓝色，表面较粗糙。
尽管多晶硅的效率相对较低，但它在大规模生产中具有成本优势。
3.非晶硅：非晶硅光伏板材料是一种非晶态硅材料，通常具有较薄的厚度。
它由非晶硅薄膜沉积在基板上形成。
非晶硅电池的制造成本更低，而且可以灵活地应用于各种形状和尺寸的表面。
然而，非晶硅电池的效率较低，并且随着时间的推移可能会有一定的功率衰减。
4.薄膜太阳能电池：薄膜太阳能电池采用一种或多种材料的薄膜形式制成，如铜铟镓硒（CIGS）、铜铟镓硫（CIGS）或硒化镉（CdTe）。
薄膜太阳能电池具有较低的制造成本、较小的重量和较高的灵活性。
然而，薄膜太阳能电池的效率通常较低，且在长时间使用中可能出现功率衰减。
总体而言，不同的光伏板材料具有各自的优势和劣势，选择合适的材料取决于特定应用的需求，如预算、空间限制、效率和可持续性等因素。
随着技术的进步和研究的不断发展，未来可能会涌现出更多种类的光伏板材料。
薄膜太阳能电池材料
薄膜太阳能电池是一种相对传统的太阳能电池技术，采用薄膜材料作为光电转换层。
以下是几种常用的薄膜太阳能电池材料：
1. 硅薄膜太阳能电池（a-Si）：硅薄膜太阳能电池使用非晶硅（amorphous silicon）作为光电转换层。
它具有较低的成本和较高的灵活性，可适应多种形状和表面。
然而，它的转换效率相对较低。
2. 铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS）：铜铟镓硒薄膜太阳能电池使用铜（Cu）、铟（In）、镓（Ga）和硒（Se）等元素的化合物作为光电转换层。
它具有较高的转换效率和较好的光吸收性能，但制造过程较复杂。
3. 铜铟硒薄膜太阳能电池（CIS）：铜铟硒薄膜太阳能电池使用铜（Cu）、铟（In）和硒（Se）等元素的化合物作为光电转换层。
它与CIGS材料相似，但在元素比例和晶体结构上略有不同。
4. 钙钛矿薄膜太阳能电池（Perovskite）：钙钛矿薄膜太阳能电池使用钙钛矿材料作为光电转换层。
这种材料具有良好的光吸收性能和较高的转换效率，并且制造成本较低。
然而，
稳定性和耐久性是目前钙钛矿太阳能电池面临的挑战之一。
这些薄膜太阳能电池材料具有不同的特点和应用情况，选择适当的材料取决于具体的需求和预算。
此外，还有其他一些薄膜太阳能电池材料正在研究和开发中，以提高转换效率和降低成本。
薄膜太阳能电池的研究和应用
薄膜太阳能电池的研究和应用一、引言人类对于开发和利用清洁能源的需求日益增加，而太阳能电池作为清洁能源利用的主要途径之一，在近年来也有很大的发展。
其中，薄膜太阳能电池以其成本低、柔性好等特点在太阳能电池领域引起了越来越多的关注。
本文将对薄膜太阳能电池的研究和应用进行探讨。
二、薄膜太阳能电池的研究及发展1. 薄膜太阳能电池的定义薄膜太阳能电池是指厚度小于10微米的薄膜材料铺在透明电极和反射电极之间形成PN结，通过将太阳能转化为电能的半导体器件。
相比于普通太阳能电池，薄膜太阳能电池具有厚度薄、重量轻、生产成本低、成本效益高、可弯曲、透明、抗震性能好等特点。
2. 薄膜太阳能电池的种类薄膜太阳能电池按照不同材料可分为硅薄膜太阳能电池、柔性有机太阳能电池、柔性无机太阳能电池等。
其中，硅薄膜太阳能电池是应用最为广泛的一种，而无机柔性太阳能电池则具有更好的耐用性和稳定性。
3. 薄膜太阳能电池的制备工艺薄膜太阳能电池的制备工艺采用物理、化学和电子工艺相结合的方法，主要包括溅射、化学气相沉积、有机溶液法等。
在制备过程中，厚度薄的硅薄膜太阳能电池生产通常采用化学气相沉积法，而柔性太阳能电池的制备则需要采用高分子材料和柔性包装材料进行组合。
4. 薄膜太阳能电池的效率与性能薄膜太阳能电池的效率与性能是制约其发展和应用的重要因素。
目前，薄膜太阳能电池效率依然低于传统的硅基太阳能电池，但其独特的优点，如柔性、轻薄等，使其在一些特殊的场合得到了广泛的应用。
三、薄膜太阳能电池的应用1.建筑应用薄膜太阳能电池带有柔性和轻质的特点，使得它能够被应用在许多建筑的部件上，如建筑外墙、天空照明以及屋面。
举例来说，某些类型的薄膜太阳能电池被用于屋顶上的太阳能硅片，可以取代传统的钢板和瓦片，产生清洁的能源和节能效果。
2.移动电源薄膜太阳能电池的轻薄柔性等特点，使得它成为便携式太阳能电源的理想选择。
现在市面上的大多数可充电设备，比如手机、平板电脑等，都可以使用携带式薄膜太阳能电池板进行充电。
薄膜太阳能电池(thin film solar cell)
Dye-Sensitized Solar Cell
数据源：BP 2002、World Nuclear Association
微晶硅(nc-Si，uc-Si)
微晶硅其实是非晶硅的改良材料，其结构介于非晶硅和晶 体硅之间，主要是在非晶体结构中具有微小的晶体粒子， 因此同时具有非晶硅容易薄膜化，制程便宜的特性，以及 晶体硅吸收光谱广，且不易出现光劣化效应的优点，转换 效率也较高。目前已有将a-Si和nc-Si迭层后制成的薄膜太 阳能电池商品(由日本Sanyo研发成功)，可镀膜在一般窗户 玻璃上，透光的同时仍可发电，因此业界广泛看好将是未 來非晶硅材料薄膜太阳电池的的发展主流。
High absorption
“Light trapping” arrangement with rough interfaces and dielectric mirrors
Need of raw material
Thin-film solar cells
非晶硅薄膜太阳电池制造流程
非晶硅薄膜太阳电池制造流程 (玻璃基材)
太阳能电池市场现况
太阳能电池效率演进
非晶硅(Amorphus Silicon, a-Si)
是发展最完整的薄膜式太阳能电池。其结构通常为p-i-n（或 n-i-p）偶及型式，p层跟n层主要座为建立内部电场，I层则由 非晶系硅构成。非晶硅的优点在于对于可见光谱的吸光能力很 强，而且利用溅镀或是化学气相沉积方式生成薄膜的生产方式 成熟且成本低廉，材料成本相对于其他化合物半导体材料也便 宜许多；不过缺点则有转换效率低(约5~7%)，以及会产生严重 的光劣化现象的问题，因此无法打入太阳能发电市场，而多应 用于小功率的消费性电子产品市场。不过在新一代的非晶硅多 接面太阳能电池(MultijuctionCell)已经能够大幅改善纯非晶 硅太阳电池的缺点，转换效率可提升到6~8%，使用寿命也获得 提升。未來在具有成本低廉的优势之下，仍将是未來薄膜太阳 能电池的主流之一。
薄膜太阳能电池结构
薄膜太阳能电池结构
薄膜太阳能电池啊，你可以想象它就像是一片超能力的“光能捕捉薄饼”。
咱们一层一层地来看：
最上面那层，就像是透明的盾牌：它通常是块玻璃或者透明塑料膜，硬邦邦或者软绵绵的，但都能让光线畅通无阻地穿透进来，同时还得防风挡雨，保护里面的“宝贝”。
紧挨着的是隐形电线网：这层是透明的，但是能导电，就像一层看不见的电网，专门等着捕捉那些被激活乱跑的小电子，把它们导向正确的地方。
中间那层，是整块薄饼的心脏：这里用的是些特殊材料，比如非晶硅、碲化镉之类的，它们对光特别敏感，就像饿坏了的小孩见到食物，一碰到阳光就兴奋起来，开始蹦跶，产生能量。
下面接着是电子的“高速路”：这层用金属制成，是电子的专用通道，让它们能一路顺畅地跑到电池外面，形成我们能用的电。
最底层，是支撑和保护的基石：像一块结实的后盾，可能是硬板也可能是软软的膜，保证整个薄饼形状不变，还能防止水分侵入，让电池经久耐用。
整个过程就像是太阳光透过透明盾牌，唤醒了中间那层材料里的小精灵（电子），这些小精灵在隐形电网的指引下，沿着金属通道狂奔，最后变成了我们日常生活中能用的电。
而且因为这薄饼又轻又软，贴哪都行，楼顶、车顶，甚至是背包上，让收集太阳能变得超级灵活。
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CdTe薄膜太阳能电池的理论性能参数为开路电压 1.05V，短路电流30.8mA／cm2，填充因子83.7 ％，转换效率27％。电池结构稳定、制备工艺简 单、节省原料，容易实现大规模生产，这些优点 使它成为近年来研究的焦点。
CdTe 薄膜太阳能电池由五层结构组成，其中CdTe 和 CdS是CdTe薄膜太阳能电池的主要组成部分。
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薄膜太阳能电池的发展态势
可以看出，对于薄膜太阳能产业的研究曾在2011年达到过顶峰，随后开始 衰退，不过从今年开始又慢慢恢复。
非晶硅电池效率最低，但是技术较成熟，目前占据了主要的薄膜电池市场。 CdTe电池由于生产成本低，在工业生产上也得到了很大发展，但由于Cd元素 有毒，对环境有害，所以是其推广的一个主要阻力。铜铟(镓)硒太阳能电池由 于转化效率是薄膜太阳能电池中最高的，而且有带隙可调、抗辐射性能好、生 产过程环保、对元素含量偏离化学计量比容忍度高等优点，在未来的发展潜力 最大。
CIGS太阳能电池的柔性衬底技术
传统的CIGS薄膜电池大多是以玻璃为衬底，然而玻璃衬底 的CIGS薄膜太阳能电池并不能满足某些特殊方面的应用要 求，于是就提出了柔性衬底CIGS电池技术。 柔性衬底可以是不锈钢、钛、钼、铜片等金属，也可以是 聚合物(聚酰亚胺PI)。采用柔性衬底可与卷绕技术相结合， 大规模制备质量轻、可弯曲的电池。美国NREL采用共蒸发 法，创造了不锈钢衬底上小面积电池效率为17.5％：德国 HaIln-Meitner-Institude在钛衬底上共蒸发得到CIGS电池 效率为12.5％；ETH(SWI)采用共蒸发法在聚合物衬底上制 得的CIGS电池效率为12.8％。2011年5月，瑞士联邦材料科 学与技术实验室(EMPA)在PI衬底上制造出转化效率18.7％ 的柔性CIGS电池。
肖特基势垒示意图
注意：由于铜原子半径比较小， 容易沿晶界扩散到CdTe薄膜内部， 使载流子复合，降低电池效率， 因而减少了电池的使用寿命。
碲化镉薄膜太阳能电池生产工艺及产污流程图
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铜铟镓硒薄膜太阳能电池
铜铟镓硒薄膜太阳能电池是20世纪80年代后期开发出 来的新型太阳能电池。由铜铟硒(CuInSe2，简称CIS)发 展而来，将镓(Ga)替代CIS材料中的部分铟(In)，形成 CuIn1-xGaxSe2四元化合物。 CIGS薄膜太阳能电池具有优异 的太阳能吸收特性．理论光电 转换效率(即每平方米太阳能 电池单元将日照能量转换为电 能的转换效率)可达25-30％。 目前实验室最高光电转换效率 达到20.3％。组件转换效率最 高也达15.7％。是当前光电转 换效率最高的薄膜太阳电池。
CdS层带隙稍窄 (2.4 eV)，但由于 ZnO 和 ZnO ： 很薄 (50 nm) ，所 Al层由于带隙 以对入射光的吸收 较宽(3.2 eV)， 较少，大部分入射 大部分光子都 光都能到达 CIGS 可透过这两层 吸收层被吸收。
CIGS太阳能电池的能带结构
n型CdS和p型CIGS ΔEc和 ΔEv分别为 在形成异质结时， 导带底和价带顶的 由于费米能级趋于 能带失调 重合，导致能带弯 曲，并且由于二者 电子亲和势不同， 造成界面处能带不 连续，出现尖峰和 凹口
背电极的制备
CdTe的功函数比大部分金属的高，由于难以找到一个功 函数为5.7eV的金属，所以很难形成欧姆接触。因此在 背接触处就产生了一个肖特基势垒。
解决方法： (1)用溴甲醇溶液或硝酸磷酸混合溶 液腐蚀CdTe表面，去除氧化物并留 下一个富碲层，形成一个p+表面。 (2)在电极的制备中使用铜，在CdTe 表面形成一层Cu2Te缓冲层，这一 层有助于形成一个高效的欧姆接触。
CIGS吸收层的制备
1.共蒸发法 共蒸发法是利用被蒸发物在高温时的真空蒸发来进行 主要方法：共蒸发法、溅射后硒化法、电沉积法、 薄膜沉积的，是典型的物理气相沉积工艺（ PVD），在 丝网印刷法、微粒沉积法、分子束外延法等。 真空环境中 Cu、In、Ga、Se 4种蒸发源分别被单独加 目前已经用于生产并且制备出高效率电池的方法 热进行蒸发，然后在被加热的衬底上进行反应，制备 是共蒸发法和溅射后硒化法。 出 Cu（In，Ga）Se2薄膜。 根据蒸发过程的不同，共蒸发工艺可分为一步法、二步 法和三步法。其中三步法工艺是目前制备高效ＣＩＧＳ 电池最有效的工艺，所制备的薄膜表面光滑，晶粒致密 且尺寸较大，还易于实现Ｇａ含量的Ｖ型分布。 2008年，美国国家可再生能源实验室（NREL）采用共蒸 发法在0.419cm2的器件上实现了高达１9.9％的转换效率。
薄膜太阳能电池
Thin-film Solar Cell
概要
1.基本原理与简介 2.薄膜太阳能电池的分类 3.发展态势总述
关于薄膜太阳能电池
薄膜太阳能电池顾名思义就是将一层薄膜制备成太阳 能电池，形成可产生电压的薄膜厚度仅需数微米，因此 在同一受光面积之下可较硅晶圆太阳能电池大幅减少原 料的用量，在国际市场硅原材料持续紧张的背景下，薄 膜太阳能电池将成为国际光伏市场发展的新趋势和新热 点。
2.溅射后硒化法
溅射后硒化法是指首先溅射制备金属CI或CIG层，然 后再对其进行硒化处理。 具体工艺过程是，首先在涂覆有Mo背电极的玻璃上溅射 沉积CIG预制层，然后在硒蒸气中对预制层进行硒化处理， 从而得到满足化学计量比的薄膜。 硒化时所用硒源不同，将明显影响生成CIGS的好坏， 目前应用最多的是H2Se气体和固态硒源硒化法。前者 H2Se气体活性较好，易于Se原子与CIG预制层反应生 成CIGS晶相，但H2Se有剧毒、易燃易爆，且价格昂贵， 因此应用受到限制；后者固态硒源硒化法成本较低、安 全无毒，因此应用较为普遍。
基本原理
由于多数载流子的扩散，形成了空间电荷区，并形成一 个不断增强的从N 型半导体指向P 型半导体的内建电 场，导致多数载流子反向漂移；达到平衡后，扩散产生 的电流和漂移产生的电流相等。如果光照在P-N 结上，
而且光能大于P-N 结的禁带宽度，则在P-N 结附近
将产生电子-空穴对。由于内建电场的存在，产生的非 平衡电子载流子将向空间电荷区两端漂移，产生光生电 势，破坏了原来的平衡。若在电池两侧引出电极并接上 负载，负载中就有光生电流通过，得到可利用的电能。
作为CdTe薄膜太阳能电池前透 明电极的要求是： 1．高透过率，400-860 nm的 光有85％以上的透过率。 2．低电阻，小于10Ω／cm。 3．500℃以下好的稳定性，在 制备CdTe层时的高温不至于使 TCO和以后的各层互扩散。
CdTe薄膜太阳能电池结构示意图
口层的制备
在CdS／CdTe异质结太阳能电池中，CdS作用为宽禁 带的n型窗口层。为了改善电池性能，提高在蓝光 区域的量子效率，CdS薄膜越薄越好。 现在通行的制备方法有化学沉积法(CBD)，近距离 升华法(CSS)，热蒸发法，电子束蒸发法，磁控溅 射法，丝网印刷等方法。 上述各种方法均可制备出效率大于lO％的太阳能电 池，现在效率最高的CdS／CdTe电池使用CBD方法制 备的CdS薄膜。并且化学沉积(CBD)方法设备简单、 成本低廉、容易生长均匀致密的CdS薄膜，是最有 发展潜力的方法。
CIGS的 禁带宽度 可以根据 Ga的不 同掺杂浓 度，在 1.04eV1.67eV之 间进行调 整。
CIGS薄膜太阳能电池的结构
CIGS薄膜太阳能电池典型结构为多层膜结构(如图所示)。 包括玻璃衬底、钼(Mo)导电层、CIGS(或CIS)吸收层、CdS 过渡层、i-ZnO异质结N型层、n-Zn0窗口层、MgF2防反射 层和电极等。
薄膜太阳能电池的分类
1.硅基（Si-based） 2.砷化镓（GaAs） 3.碲化镉（CdTe） 4.铜铟镓硒（CIGS） 5.其他
碲化镉薄膜太阳能电池
CdTc是直接禁带半导体材料，禁带宽度为1.46eV，接近 太阳光能量分布的理想值，其薄膜的吸收系数大，大于 5x 105／cm2，也就是2μm就可将100％能量大于带宽的 入射太阳光吸收。
产生电流的原理
当光照时，在CIGS层内产生电子-空穴对，产生的电子-空穴 对在空间电荷区被p-CIGS/n-CdS异质结的内建电场分开，从 而在外电路产生电流。CIGS太阳能电池的开路电压VOC由内 建电势差决定，即图中CIGS和ZnO：A1的导带低能量差值， 光吸收层CIGS的带隙越宽，内建电势差越大，开路电压VOC 越大，但同时短路电流ISC会减小。
CdTe吸收层的制备
※制作过程中的两个注意点 许多方法都被用来制备 CdTe薄膜： 近场升华法(CSS)，热蒸发法，电子束蒸发法，磁控溅射 1.研究表明在CdS，CdTe交界面S会扩散到CdTe层中，形 法，丝网印刷、电沉积等方法。 成CdS1-xTex层。该层形成的质量好坏，CdS/CdTe 交界面 目前人们制出最高效率的太阳能电池用的是 CSS方法。 杂质和缺陷态的密度，都会影响太阳能电池的效率和寿 命。为了得到好的CdS/CdTe互扩散结，人们通常用高的 衬底温度制备CdTe层。 2.CdCl2活化处理是几乎每个研究组都用的一种处理方 法．不论用什么方法沉积的CdTe，如果没有用CdCl2处理， 短路电流和电池的效率都会很低。这种退火处理之所以 能提高效率主要是因为：1)CdS1-xTex交界面的形成减小 了晶格失配，提高了光电性能。2)CdTe的重结晶和晶粒 生长，缺陷的减少使载流子寿命延长。