薄膜太阳能电池论文：晶硅与薄膜太阳电池市场概述
晶硅太阳能与薄膜太阳能区别
1、晶硅电池:
晶硅电池包括单晶硅和多晶硅，其中多晶硅电池占主导地位，且技术最为成熟。
优势：
晶硅电池的光电转化率更高，国内晶硅电池转化率也已达到了17%到19%。
晶硅电池技术发展得较为成熟，企业不需频繁进行技术改造。
晶硅电池的设备投资较低，国产设备已经可以满足电池片生产线大部分的需求。
晶硅技术的另一优势在于成熟的生产工艺。
目前大部分单晶硅电池片厂商良品率可达98%以上，而多晶硅电池片生产的良品率也在95%以上。
劣势：
产业链工艺复杂，成本大幅度降低的可能不大。
原材料成本波动幅度较大，近年来国际市场上的多晶硅接连上演过山车的行情。
硅产业是一个高污染、高耗能的产业，存在政策调整风险。
2、薄膜电池:
薄膜电池是在玻璃、不锈钢等物质表面附上几微米后的感光材料制成。
优势：薄膜电池用材料少、制造工艺简单、耗能少、可大面积连续生产，并可采用玻璃或不锈钢等低成本材料作为衬底。
薄膜电池现已发展出多种技术路线，其中CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能技术、柔性薄膜光伏模块技术等已取得阶段性成果，与晶硅电池光电转化率上的差距正在逐渐缩小。
薄膜电池弱光响应较好，因此特别适合应用于沙漠光伏电站。
以薄膜太阳能电池为主要部件的光伏系统，能够很好的实现光伏建筑一体化。
劣势：
薄膜电池的光电转化率偏低，一般只有8%左右。
薄膜电池的设备和技术投资
是晶硅电池的数倍。
薄膜电池组件生产的良率不尽如人意。
非/微晶硅薄膜电池组件的良品率目前只在60%左右。
CIGS电池组主流厂商也只到65%。
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
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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。
多晶硅VS薄膜太阳能电池的艰难选择
展的新趋势和新热点。 薄膜太阳能电池的前景广阔，但并不等于没有风险。目 ， 前 薄膜太阳 能电池在中国太阳能电池产业中的比重仅 占 ｌ％左右。未来 ｌ Ｏ ０年到 ２ Ｏ年，薄膜太阳能电
池也 不会 占据 太 阳能 电池 的主 导位置 ， 因为其技 术不够 成熟 。
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２１ 年 笫 ６ ００ 期
２１ 年 第 ６ ００ 期
彻底消除污染隐患。这项技术，为我国有色金属、钢铁、化工、电子、能源等企业，提供了
减排 增效 的清洁 生产方 案 。 兴 民科技在湖南平江县投建的日处理 ２ ０ ０ｔ氰金尾矿闪速浮选生产线，成套装备投资
１０ ５０万元，产出金精矿，装备投资回收期 ３５天，劳动生产率 １０ １ ６ 万元。采用闪速选冶技 术投建 ２ 万 睥 低品位氧化锌矿 （ ６ ０ 锌 ％）闪速选冶生产线，产出锌精矿和 电锌，装备投资 １ 亿元，投资回收期 ３９ ． ２ ２ 天，劳动生产率 １０ ７ 万元。由此可见，应用 闪速选冶技术，撬动
３０亿 ｔ ０ 弃存 资源 ，指 日可 待 。
多晶硅 、 薄膜 太阳能电池的艰难选择 『 ｓ 在节能领域，对所有的半导体厂商而言，商机都在不断扩大。 这是因为，如果能充分利 用半 导体 ，就 能提高各 种设 备及系 统 的能源效 率 。 太 阳能是人 类取之 不尽用 之 不竭 的可再 生能源 ． 是清 洁 能源 ， 也 不产 生任何 的环境 污染 。 在太阳能的有效利用当中； 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 。为此 ，人们研 制 和开发 了太 阳能 电池 。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光 电于转换反应， 根据所用 材料 的不 同，太 阳能 电池 的种类 也不 同，但 是不 论 以何种 材 料来制 作 电池 ，对太 阳能 电池材 料一般的要求有：ｌ 、半导体材料的禁带不能太宽；２ 、要有较高的光 电转换效率 ：３ 、材料 本身 对环境 不造成 污染 ；４ 、材料便 于工业 化生 产且材料 性 能稳定 。 中 国是世界上 最大 的太 阳能 电池 制造 基地 。 国企业 生 产 的基 本上 都是 多 晶硅太 阳能 电 中 池， 其主要原料为多晶硅。 与薄膜太阳能 电池相 比， 多晶硅太阳能电池的光电转换效率更高。 薄膜太 阳能 电池 一般不超 过 １％，而 多晶硅太 阳能 电池大 多在 ｌ％以上 。前几年 ，由于 多 ０ ４ 晶硅材料供不应求，国际市场上多晶硅的价格一度高达每吨数百美元 。 在这种背景下 ， 中国 多个地 方上 马 了多晶硅 生产线 ，结 果造成 产 能过 剩 ，再加上 金 融危 机 的影响 ，多晶硅 的价格
晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。
晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。
【摘要】晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池是目前主流的太阳能电池技术。
晶体硅太阳能电池采用单晶硅或多晶硅制成，具有高转换效率和较长寿命的特点，广泛应用于家用光伏发电系统和大型光伏电站。
制造成本高和生产过程能耗大是其主要缺点。
薄膜太阳能电池利用薄膜材料制成，具有灵活性和轻便性，适用于建筑一体化等特殊场景。
但是转换效率较低，使用寿命短。
比较晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的效率、成本、适用场景等方面可见各有优劣。
未来，随着技术的进步和成本的下降，晶体硅和薄膜太阳能电池将继续发展，为清洁能源产业注入新动力。
【关键词】晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、原理、特点、应用、优缺点、比较、发展前景、总结。
1. 引言1.1 太阳能电池简介太阳能电池，也称为光伏电池，是一种能够将太阳能转化为电能的设备。
它是利用半导体材料的光电效应将太阳辐射直接转换为直流电的装置。
太阳能电池是清洁能源中的重要组成部分，具有环保、可再生和低碳的特点。
太阳能电池的核心部件是光伏电池片，其主要材料包括硅、硒化镉、铜铟镓硒等。
目前市场上主要有晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两类。
晶体硅太阳能电池具有较高的转换效率和稳定性，是目前主流的太阳能电池技术；而薄膜太阳能电池则具有柔性、轻便和生产成本低的优势。
太阳能电池的应用领域广泛，包括家用光伏发电系统、工业和商业用途，以及航天航空领域等。
随着太阳能产业的快速发展，太阳能电池的效率和成本不断提升，未来将在能源领域扮演越来越重要的角色。
1.2 晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池介绍晶体硅太阳能电池是目前应用最广泛的太阳能电池技术之一。
它由大面积的单晶硅或多晶硅材料组成，通过将硅材料加工成光伏电池片并组装成电池组，从而将太阳能转化为电能。
晶体硅太阳能电池具有转换效率高、稳定性好、寿命长等优点，被广泛应用于屋顶光伏发电、太阳能光伏电站等领域。
薄膜太阳能电池是一种新型的太阳能电池技术，采用薄膜材料作为光伏电池片，相比于晶体硅太阳能电池，薄膜太阳能电池具有重量轻、柔软性好、制造成本低等优点。
毕业论文--太阳能电池的发展及晶体硅电池片的概述
毕业论文--太阳能电池的发展及晶体硅电池片的概述太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，其发展已成为清洁能源和可再生能源领域的重要研究方向。
本文将介绍太阳能电池的发展历程，并重点概述晶体硅电池片。
首先，太阳能电池的发展可以追溯到19世纪末。
当时，科学家们发现某些物质被光照射后会产生电流，这被称为光电效应。
他们开始尝试利用光电效应来制造太阳能电池。
最早的太阳能电池是由层叠的铜和铁薄片构成的。
随着科技进步，太阳能电池的技术不断改进。
20世纪50年代，研究人员首次成功开发出基于硅的太阳能电池。
这种电池利用硅的半导体性质，在光电效应下产生电荷。
硅太阳能电池的研究引起了全球范围内的广泛关注，并成为目前太阳能电池的主流技术。
晶体硅电池片是目前应用最广泛的太阳能电池技术之一。
它由多个硅晶体单元组成，这些单元通过串联或并联的方式连接在一起。
晶体硅电池片的工作原理是，当光照射到硅晶体上时，光子与硅原子相互作用，使硅中的电子被激发并形成电流。
晶体硅片的效率通常介于15%至25%之间，具有较高的稳定性和长寿命。
除了晶体硅电池片，还有其他类型的太阳能电池。
例如，薄膜太阳能电池利用可卷曲的薄膜材料制成，适用于柔性应用。
有机太阳能电池利用有机材料作为半导体，具有较低的制造成本和较高的可塑性。
此外，钙钛矿太阳能电池、多结太阳能电池等新型太阳能电池技术也正在不断发展中。
太阳能电池的发展经历了长期的探索和技术演进。
晶体硅电池片作为其中的主要技术之一，具有较高的效率和稳定性。
随着科学技术的不断进步，太阳能电池有望在未来成为主要的能源来源之一。
功能材料及应用论文-单晶硅太阳能应用
生活中的功能材料——单晶硅太阳能电池研究及发展一、引言随着人类社会的不断发展，人与自然的矛盾也愈来愈突出。
目前全世界范围面临的最为突出的问题是环境与能源．即环境恶化和能源短缺。
人类的主要传统能源( 石油、煤炭、天然气) 的储存量是有限的，且对环境有污染，所以节能环保型能源的开发和利用迫在眉睫。
这个问题当然要通过各国政府采取正确的对策来处理。
发展新能源材料及相应的技术，将是解决这一些问题最为有效的方法之一。
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。
事实上近年来人们对太阳能材料的研制和利用，已显示了积极有效的作用。
这一新型能源材料的发展．既可解块人类面临的能源短缺问题，又不造成环境的污染。
从50年代的硅电池，60年代的G a A s 电池，70年代的非晶硅电池，80年代的铸造多晶硅电池，到90年代的I I一Ⅵ化合物电池的开发和应用，到现今有机聚合物太阳电池和纳米结构太阳电池的研究开发，构成了太阳能光电材料和器发展的历史脚印。
目前太阳能电池材料主要是单晶硅、多晶硅和非晶硅电池。
硅太阳能电池中以单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。
二、单晶硅太阳电池的生产制备工艺（一）、基本结构（二）、太阳能电池片的化学清洗工艺切片要求：①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。
②断面完整性好，消除拉丝、刀痕和微裂纹。
③提高成品率，缩小刀(钢丝)切缝，降低原材料损耗。
④提高切割速度，实现自动化切割。
具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类：1、有机杂质沾污：可通过有机试剂的溶解作用，结合兆声波清洗技术来去除。
2、颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径≥ 0.4 μm颗粒，利用兆声波可去除≥ 0.2 μm颗粒。
3、金属离子沾污：该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。
硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类：（1）、沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。
薄膜电池与晶体硅电池比较
发电成本高是两大类太阳能电池的共性问题晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池是目前光伏市场的两种要产品，晶硅太阳能电池占据市场主流，约占90%左右的市场份额。
由于多晶硅生产工艺的属性决定了其产业链生产环节，尤其是多晶硅提纯中会存在高能耗、一些技术水平不高的企业甚至存在高污染问题。
而在应用中，晶硅太阳电池由于其温度效应和光谱响应范围窄的影响，使本来较高的光电转换效率大打折扣，从而影响光伏组件实际发电量。
薄膜太阳能电池因没有这些缺点应运而生，其不足在于转换效率相对较低，生产工艺复杂，生产设备昂贵，难以实现规模化生产。
发电成本高是两大类太阳能电池的共性问题。
中科院院士、北京大学物理学院教授甘子钊介绍说，薄膜太阳能电池家族主要包括硅基非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)三大类薄膜太阳能电池。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有生产成本较低、能耗低，污染小、不衰减、弱光性能好等特点，光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首，接近多晶硅太阳能电池，而耗材大大低于晶体硅电池，因此，被国际上称为“下一代非常有前途的新型薄膜太阳能电池”。
此外，该电池具有柔和、均匀的黑色外观，是对外观有较高要求建筑物BIPV应用的理想选择，如大型建筑物的玻璃幕墙等，在现代化高层建筑等领域有潜在的广泛市场。
但CIGS要实现大面积量产，提升效率和良品率，是必须攻克的难题。
河南燕垣光伏能源有限公司总工程师陆真冀具体介绍了CIGS薄膜电池的几大优势，他说，CIGS薄膜电池具有更低廉的发电成本，减少了材料消耗，薄膜电池的生产成本普遍低于晶硅电池；更优越的弱光性能同规模组件，薄膜电池一天的发电量比晶硅电池大约超出10%～20%；更加多样化的用途薄膜电池，可以发展出多用途的产品，比如柔性基底电池等等。
因此，也受到业内不少厂商的广泛关注，但主要都是大面积平板CIGS薄膜电池。
太阳能集电管应运而生CIGS太阳能集电管具有高效、廉价、有自主知识产权、设备能够国产化等一系列优点。
薄膜太阳能电池前景光明
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阳能 电池 模 块 制造 业 的 发 展
薄膜晶体硅太阳能电池分析比较
薄膜晶体硅太阳能电池分析比较《中国组件行业投资前景及策略咨询报告》分析：目前在工业上，硅的成本大约占硅太阳能电池生产成本的一半。
为减少硅的消耗量，光伏(PV)产业正期待着一些处于研究开发中的选择方案。
其中最显然的一种就是转向更薄的硅衬底。
现在，用于太阳能电池生产的硅衬底厚度略大于200mm，而衬底厚度略小于100mm的技术正在开发中。
为使硅有源层薄至5-20 mm，可以在成本较低的硅衬底上淀积硅有源层，这样制得的电池被称为薄膜。
为使其具有工业可行性，主要的挑战是在适于大规模生产的工艺中，怎样找到提高效率和降低成本之间的理想平衡。
已经存在几种制造硅有源层的技术1，本文将讨论其中的三种。
薄膜PV基础第一种技术是制作外延(epitaxial)(图1)，从高掺杂的晶体硅片(例如优级冶金硅或废料)开始，然后利用化学气相淀积(CVD)方法来淀积外延层。
除成本和可用性等优势以外，这种方法还可以使硅太阳能电池从基于硅片的技术逐渐过渡到薄膜技术。
由于具有与传统体硅工艺类似的工艺过程，与其它的薄膜技术相比，这种技术更容易在现有工艺线上实现。
第二种是基于层转移(layer transfer)的技术，它在多孔硅薄膜上外延淀积单晶硅层，从而可以在工艺中的某一点将单晶硅层从衬底上分离下来。
这种技术的思路是多次重复利用母衬底，从而使每个太阳能电池的最终硅片成本很低。
正在研究中的一种有趣的选择方案是在外延之前就分离出多孔硅薄膜，并尝试无支撑薄膜工艺的可能性。
最后一种是薄膜多晶硅太阳能电池，即将一层厚度只有几微米的晶体硅淀积在便宜的异质衬底上，比如陶瓷(图2)或高温玻璃等。
晶粒尺寸在1-100mm之间的多晶硅薄膜是一种很好的选择。
我们已经证实，利用非晶硅的铝诱导晶化可以获得高质量的多晶硅太阳能电池。
这种工艺可以获得平均晶粒尺寸约为5 mm 的很薄的多晶硅层。
接着利用生长速率超过1 mm/min的高温CVD技术，将种子层外延生长成几微米厚的吸收层，衬底为陶瓷氧化铝或玻璃陶瓷。
谁是王者——薄膜太阳能电池VS晶硅太阳能电池
谁是王者——薄膜太阳能电池VS晶硅太阳能电池在全球⾃然环境不断恶化，化⽯燃料⽇趋减少的情况下，可再⽣能源正变得越来越重要。
普遍认为，太阳能——是最丰富和取之不尽的能源，是⼀种很有前途的能源危机的解决⽅案。
太阳能电池被⽤来吸收太阳能并产⽣电⼒并且避免产⽣环境污染。
⽬前，晶体硅（传统或晶圆为基础的硅）crystalline silicon (conventional or wafer-based Si)太阳能电池占主导地位的太阳能市场的市场份额⼏乎90%。
薄膜为基础的太阳能电池只占约10%的市场份额，但预计将迅速增长。
1、特点：第⼀代太阳能电池，单晶硅（c-Si）或太阳能电池，传统的太阳能电池，是由晶体硅做成的。
晶体硅太阳能电池包括基于单晶硅太阳能电池（单晶硅）和多晶硅（多晶硅）半导体材料。
对于太阳能电池，硅具有许多优点，包括⽆限量，⽆毒性，长期稳定，成熟的⽣产，⾼效率。
晶硅分为单晶硅和多晶硅，两者的实验室转换效率能达到20%以上，量产的话也在18%左右，单晶硅可能到20%；优势是转换效率⾼，单⽚组件容量⼤，同等规模占地⼩。
缺点是⽣产⼯艺较复杂，不能弯曲、重量⼤，弱光性差，⾼温下发电量下降等等。
薄膜转换效率量产6-8%；CIGS铜铟镓硒，实验室20%，量产应该有13%以上，GaAs砷化镓，实验室的⾼效率能达50%，量产能达到20-30%，还有碲化镉电池，基本⽆量产。
所谓薄膜技术就是在真空⾼温的环境下，将可吸收光的元素沉积/溅射在衬底上。
如果衬底是柔性的，那么就可做成柔性太阳能组件。
如果衬底是玻璃的，在制作过程中有⼀道⼯序是激光划刻，可以加密激光化刻的密度，从⽽做成透光组件。
优点⽣产⼯艺简单，弱光性好，组件可以做成透光的。
缺点是能量产的⾮晶硅转换效率差，单⽚组件容量⼩，同等规模占地⼤。
2、市场占有情况我们得从从⽬前的情况来看，尤其是经过了2012-2013的光伏产业低迷期，晶硅电池占据着全球市场90%的份额，薄膜仅仅10%的占有率。
硅基薄膜太阳电池应用现状分析
硅基薄膜太阳电池应用现状分析【摘要】硅基薄膜太阳电池由于材料成本、转换效率等特点受到人们的关注，就非晶硅薄膜、多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和非微叠层太阳电池的应用和发展趋势做了简要的分析。
【关键词】太阳电池；光伏建筑一体化；薄膜随着人类社会工业化的不断发展造成资源极大浪费，生态环境恶化和破坏。
为此人类迫切建立起可再生能源为主的能源体系，可持续发展成为一切活动准则。
可以看到硅基薄膜太阳电池具有省材料、低成本、弱光性好和具有柔性的诸多优点，这些优点决定了硅基薄膜太阳电池在很多领域是有着晶体硅太阳电池所不具备的优势的。
近年，人们已经将视线放到如何更好的在生活生产中利用太阳能电池来提供清洁能源。
而这其中光伏建筑一体化是一个重要的组成部分。
建筑物太阳能电池玻璃幕墙和太阳能生态屋顶就是光伏技术应用于生活的实例。
利用太阳能发电可以部分甚至完全解决家庭和单位办公用电。
另外太阳电池玻璃幕墙不仅可以发电，作为建筑的外墙装饰也是不错的选择。
但是光伏建筑一体化必须遵循一个原则就是太阳能光伏发电系统的安装不能破坏已有建筑造型，不能破坏装饰性屋面的艺术风格，不能造成结构的重新返工，具有透光性和柔性的薄膜太阳能电池成为玻璃幕墙的不二选择。
大规模商业化生产柔性光伏组件是1998年尤尼索拉公司开始的，柔性非晶硅薄膜太阳电池组件与建筑完美结合并投入市场，光伏建筑一体化的发展开始了一个新的时代。
最后，由于薄膜太阳电池具有柔性可以随形安装、轻薄从而减轻总质量、以及抗辐照等特性，硅基薄膜太阳电池在空间用太阳电池中的应用也是的另一个发展方向。
对于硅基薄膜太阳电池技术发展的关键在于如何提高光电转换效率，而由于其厚度优势可以考虑叠层从而利用不同材料实现光谱的扩宽，因为非晶硅的带隙为1.7ev左右而微晶硅的则为1.1ev附近，能够将光谱的长波限从0.9μm拓展的1.1μm，同时也降低了不稳定的非晶顶层的厚度有效抑制光致衰减。
因而，非晶硅/微晶硅的非微叠层电池成为了人们研究的重点。
晶体硅、薄膜和纳米结构太阳电池研究
晶体硅、薄膜和纳米结构太阳电池研究作者：王振美来源：《中国新技术新产品》2013年第11期摘要：晶体硅电池和薄膜电池是以太阳能作为蓄能手段的电池，在生产生活中被广泛应用。
本文对晶体硅电池与薄膜电池存在的问题与特性做了详细的说明，并简要介绍了处于研发阶段的纳米结构太阳电池。
关键词：晶体硅；薄膜；纳米结构中图分类号：TM914 文献标识码：A太阳能是有巨大开发潜能的清洁能源。
随着现代科技成果的普及，太阳能被广泛利用。
晶体硅电池和薄膜电池被广泛应用。
新一代纳米结构电池也在研发中。
本文将介绍晶体硅、薄膜、纳米结构三种太阳电池的存在问题及技术特性。
1 晶体硅电池晶体硅电池主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和带状硅电池，成本较高，但工艺和材料技术成熟，且硅材料对环境和人体无害、光电转换效率较高、稳定性高、寿命长，硅基（多晶硅、单晶硅）太阳电池仍是光伏市场的重要产品，占市场的80%以上。
1.1 单晶硅电池单晶硅是集成电路硅片的重要材料，同时也是重要的光伏材料。
单晶硅太阳电池使用的硅原料主要为：半导体硅碎片、半导体单晶硅的头、尾料，半导体用不合格的单晶硅以及专门为生产太阳电池制备的单晶硅。
单晶硅电池工艺技术成熟，转化效率高，商品单晶硅电池和组件的转化效率为14%-17%，加入新技术之后可超过20%。
改进单晶硅电池的课题主要集中于如何提高转化效率；提高晶体质量。
单晶硅太阳电池转化效率高，但是单晶硅材料价格较高，工艺较为繁琐，因此单晶硅太阳电池的主要问题是成本较高。
1.2 多晶硅电池多晶硅太阳电池采用低等级的半导体多晶硅或专门为太阳能电池使用而生产的铸造多晶硅等材料。
与单晶硅相比，多晶硅太阳电池存在的问题是晶粒间界和晶粒的不同取向，晶粒间界中的大量缺陷在硅的禁带中形成的界面态势光生载流子的复合中心，影响多晶硅太阳能电池的特性和效率。
一种解决办法是，控制晶体凝固过程的晶粒形状和尺寸，从而降低界面态密度、提高多晶硅太阳电池性能。
新型晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池-概述说明以及解释
新型晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池-概述说明以及解释1.引言1.1 概述晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池是目前研究和应用最广泛的两种太阳能电池技术。
随着对可再生能源需求的日益增长，这两种太阳能电池的研究和发展在近年来获得了巨大的关注。
晶硅太阳能电池是一种基于单晶硅或多晶硅材料制造的太阳能电池。
其工作原理是利用太阳光照射在硅材料上时会产生光生电流，进而转化为电能。
晶硅太阳能电池具有高转换效率、较长的寿命和良好的稳定性等特点，适用于各种规模的太阳能发电系统，从小型家庭系统到大型商业系统。
而薄膜太阳能电池是一种利用非晶态硅、铜铟镓硫等材料制造的太阳能电池。
相比于晶硅太阳能电池，薄膜太阳能电池可以实现更低的制作成本和更高的柔韧性。
薄膜太阳能电池通常采用卷曲或可弯折的材料制成，可以应用于建筑物外墙、屋顶和其他曲面。
此外，薄膜太阳能电池还具有吸收弱光、高温环境下的较好表现等优势。
研究新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的目的是为了进一步提高太阳能电池的效率、降低制造成本以及拓展其在各个领域的应用。
本文将从工作原理、特点和优势以及应用前景等方面对新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池进行详细介绍，并最后对其重要性进行总结以及展望未来的发展方向。
通过深入了解这两种太阳能电池技术，可以为太阳能行业的发展提供有价值的参考。
1.2 文章结构本文将详细介绍新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两种不同类型的太阳能电池。
首先，引言部分将提供对整篇文章的概述，包括对这两种太阳能电池的介绍以及它们的应用前景。
接下来，本文将分别介绍新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的工作原理、特点和优势。
在工作原理部分，将详细解释这两种太阳能电池的工作机制，包括光电转换和能量输出过程。
特点和优势部分将重点介绍新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池相比传统太阳能电池的优势和特点，比如转换效率的提高、制造成本的降低等。
在应用前景部分，将探讨这两种太阳能电池在未来的潜在应用领域，比如建筑一体化、电动汽车等。
晶硅与薄膜对比
晶硅技术在能效方面具有优势，而薄膜技术则具 有更大的优化潜力和灵活性。
应用领域对比
晶硅技术
广泛应用于光伏、半导体器件等领域，是当前主流的 光伏技术之一。
薄膜技术
适用于特定应用领域，如柔性光伏、穿戴设备等，具 有更广泛的应用前景。
总结
晶硅技术在光伏和半导体领域占据主导地位，而薄膜 技术则在一些特定领域具有优势和应用前景。
2000年代
晶体硅光伏发电技术不断升级 和优化，效率不断提高，成本
不断降低。
晶硅技术应用领域
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光伏电站
晶硅技术广泛应用于大型 光伏电站建设，为电网提 供清洁能源。
分布式电源
晶硅技术也可用于分布式 光伏发电系统，为家庭、 企业等提供自用电力。
移动能源
晶硅技术还可应用于移动 电源领域，如太阳能充电 器、太阳能灯具等。
薄膜技术未来展望
高柔性
薄膜太阳能电池具有轻薄、可弯曲的特性，未来有望在可穿戴设 备、汽车、建筑等领域得到广泛应用。
低成本
薄膜太阳能电池的制造成本相对较低，未来有望通过进一步技术创 新和规模化生产降低成本。
高光电转换效率
新型薄膜太阳能电池的研究取得不断突破，未来有望实现更高的光 电转换效率。
晶硅与薄膜技术融合发展
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互补性
晶硅和薄膜太阳能技术各有优缺点，未来有望通 过技术融合实现优势互补，提高整体性能。
集成化
晶硅和薄膜太阳能电池可以集成在同一组件中， 形成复合型太阳能电池，以充分利用两种技术的 优点。
智能化
随着物联网和智能化技术的发展，未来晶硅和薄 膜太阳能技术有望实现智能化管理，提高能源利 用效率和可靠性。
早期的薄膜技术主要采用物理气相沉积（PVD）方法，如真空蒸发镀膜和溅射镀膜 等。
薄膜太阳电池的发展现状及趋势
薄膜太阳电池的发展现状及趋势【摘要】作为一种新生代的能源，是缓解能源危机的新型光伏器件，薄膜太阳能电池正得到不断的研究与发展，并取得了很大的进展。
本文综述了硅基薄膜太阳电池中非晶硅薄膜太阳电池、多晶硅薄膜太阳电池；多元化合物薄膜太阳电池里薄膜太阳能电池、薄膜太阳电池；纳米晶薄膜太阳电池中纳米晶薄膜太阳电池、基薄膜太阳电池及有机薄膜太阳电池的发展现状及趋势。
【关键词】薄膜太阳电池；硅基薄膜；多元化合物薄膜；纳米晶薄膜；有机薄膜随着煤、石油、天然气等能源日益枯竭和环境污染日益加剧，人们迫切需要寻找清洁可再生新能源。
作为地球无限可再生的无污染能源。
太阳能的应用日益引起人们的关注，将太阳能转化为电能的太阳能电池的研制得到了迅速发展。
目前以商品化的晶体硅太阳能电池的光电转化效率最高，但受材料纯度和制备工艺限制，成本高，很难再提高转化效率或降低成本。
薄膜太阳能电池只需几um的厚度就能实现光电转换，是降低成本和提高光子循环的理想材料[1]。
本文综述了各种薄膜太阳能电池的研究现状及生产现状，对薄膜太阳能电池的发展趋势进行了展望。
一、薄膜太阳能光伏产业发展现状在目前多晶硅原材料成本居高不下的情况下，各厂商纷纷转而寻求技术创新，而近期薄膜技术领域的突破使其成为太阳能电池产业新的热点。
以目前的技术水平来说，在非晶硅薄膜太阳能电池应用方面，还存在一些问题：（1）效率低单晶硅太阳能电池，单体效率为14%-17%（amo），而柔性基体非晶硅太阳电池组件（约1000平方厘米）的效率为10-12%，还存在一定差距。
（2）稳定性差其不稳定性集中体现在其能量转换效率随辐照时间的延长而变化，直到数百或数千小时后才稳定。
这个问题一定程度上影响了这种低成本太阳能电池的应用。
（3）相同的输出电量所需太阳能电池面积增加与晶体硅电池相比，每瓦的电池面积会增加约一倍，在安装空间和光照面积有限的情况下限制了它的应用。
薄膜技术的进步给厂商带来了新的发展思路，也正是看到2007年first solar在薄膜太阳能电池领域的出色表现，各厂商纷纷投产进军薄膜领域。
CIGS薄膜太阳能电池研究现状及发展前景
万方数据万方数据万方数据产线正在建设中，他们的技术路线是Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅ共蒸发，并进行２次硒化，平均转换效率８．５％。
ＷｕｒｔｈＳｏｌａｒ公司在德国的一所学校的屋顶上设置了一个５０ｋＷ的ＣＩＧＳ组件发电系统，是现在世界上最大的ＣＩＧＳ发电系统。
从已经开始生产的生产线工艺路线上看。
以Ｃｕ、ｌｎ、Ｇａ溅射成膜然后硒化的技术路线是主流技术。
日本的昭和壳牌石油、美国的ＳｈｅＩＩＳｏＩａｒ公司、ＧＳＥ公司都采用此种工艺路线，特点是组件效率较高，生产工艺稳定。
德国的ＷｕｒｔｈＳｏＩａｒ公司采用Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅ共蒸发，并进行２次硒化工艺，效率较低，工艺不稳定。
日本松下电器也采用共蒸发工艺，虽然组件的最高效率较高，能达到１５％～１６％，但是工艺非常不稳定，经过１０年的开发，到现在也不能实现中试水平的生产。
由此可见以Ｃｕ、ｌｎ、Ｇａ溅射成膜加硒化为主的工艺路线将成为ＣＧＳ组件生产的主流。
从以上的情况可以看出，无论研发的时间和历史、研究力量、研究公司的数量还是从国外所达到的光电转化效率以及成品率的数据，国外的研究水平都是国内所无法企及的。
与国际上研究开发的力度和规模相比较，国内对ＣｌＧＳ薄膜太阳能电池的研究几乎微不足道，以自然科学基金和国家８６３计划为主的基础研究资金投入不足３Ｏ０万人民币。
相关基础研究水４６Ｊ新衄斟产业２０惦．４平较低，国内目前达到的实验室最高光电转化率仅约为１０％。
以产业化为目的的研究项目有南开大学光电子所的“２００１年能源技术领域后续能源技术主题太阳能薄膜电池”８６３项目ＣＩＧＳ课题，科技部资金支持强度约２０００万人民币，目标是建成０．３ＭＷ中试线。
大约在２００１年以前国内从事ＣＧＳ薄膜太阳能电池研究的单位极少，稍有影响的是天津南开大学光电子所和作者所在的清华大学机械工程系功能薄膜研究室。
之后如北京大学重离子实验室、清华大学材料科学与工程系、中国科技大学等也开始开展ＣＳ系太阳能电池的研究。
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７６４晶硅与薄膜太阳电池市场概述太阳电池市场现状太阳能是我们目前可使用的能源中一次性转换效率最高，并且使用简单、可靠、经济的新兴能源，具备十分独特的优势，也是未来新能源发展的必然选择。
在太阳能的有效利用当中，太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。
目前，世界各国正把太阳能的开发和利用作为重要的能源发展趋势。
各国都在争先恐后地将光伏发展列入国家的发展规划中：美国、欧盟和日本把２０３０年以后能源供应安全的重点放在了太阳能等可再生能源方面，到２０１０年规划的光伏安装量分别为５０亿瓦、１００亿瓦和８０亿瓦；到２０２０年的规划分别为３６０亿瓦、４１０亿瓦和３００亿瓦。
印度政府承诺将实施一个总投资额为７００亿美元的太阳能计划，以期到２０２２年太阳能产能从现有的３万千瓦提升至２０００万千瓦。
据统计，全球光伏电池的总产量２００６年为１７５０ＭＷ，２００７年为３５００ＭＷ，２００８年为７０２０ＭＷ，２００９年为１３０００ＭＷ，每年几乎以接近一倍的速度发展。
据欧洲光电产业协会（ＥＰＩＡ）预测，２０１３年全球太阳能背板材料的需求将是２００８年的３倍。
中国太阳电池产量也一直为众多业内人士所关注，２００７年总产量达１２００ＭＷ，２００８年达２０００ＭＷ，超过全球份额３０％。
２０１０年３月１６日在上海新国际博览中心举行的太阳电池展会“ＳＯＬＡＲＣＯＮＣｈｉｎａ２０１０”及“第６届ＣＳＰＶ”的开幕仪式上，工业和信息化部电子信息司副巡视员兼中国光伏产业联盟秘书长王勃华表示，“中国的太阳电池产量２００９年已达到４３８２ＭＷ”，超过全球份额的４０％。
另据有关媒体报道，２００９年全球太阳电池厂排名中，有五家中国企业进入１０强，占半壁江山。
这五家企业包括：无锡尚德、英利绿色、晶澳、天合光电和台湾昱晶，而台湾茂迪首度被挤出１０强。
薄膜太阳能厂ＦｉｒｓｔＳｏｌａｒ如市场预期一样排名第１，且２００９年总产出达１１００ＭＷ，实际产出更超出ＦｉｒｓｔＳｏｌａｒ原本预期；无锡尚德则排名第２，产出为７０４ＭＷ；日本夏普排名第３，产出为５９５ＭＷ；德国Ｑ－Ｃｅｌｌｓ排名第４，产出为５８６ＭＷ；英利绿色则排名第５，产出为５２５．３ＭＷ；晶澳排名第６，其实际产出达５２０ＭＷ，也高于原先预估；其后第７～１０名则依序为日本京瓷、天合光电、美国ＳｕｎＰｏｗｅｒ及中国台湾昱晶，产出分别达４００、３９９、３９７、３６８ＭＷ。
作为国家重点发展的七大新兴产业之首———新能源产业的重要支柱，业界普遍预期太阳能光伏产业将保持４０％以上的年均增长速度，到２０５０年太阳能将占到人类总能源需求的２５％以上。
到目前为止，单晶硅和多晶硅等第一代太阳电池，是当前的主流，已经商业化；第二代的薄膜太阳电池，用的材料更少，污染更少，也已经被证明可以商业化。
德国太阳能专业咨询网站Ｓｏｌａｒｓｅｒｖｅｒ发布报告对多晶硅与薄膜技术之间的竞争态势进行评述：薄膜太阳电池制造商正致力于降低成本，取得竞争优势，但传统的晶硅电池技术仍占有大部分市场份额且具有相当大的发展潜力。
晶硅太阳电池晶硅太阳电池的制作工艺从成熟的微电子工艺转化而来，具有硅材料、工艺与制造技术成熟，转换效率高、性能稳定等优点。
规模生产的单晶硅太阳电池的转换效率可达１６％～１７％，实验室的最高转换效率达２４．４％。
规模生产的多晶硅太阳电池的转换效率可达１４％～１５％以上，实验室的最高转换效率达１６．６％。
与薄膜太阳电池相比，晶硅太阳电池的光电转换效率更高。
此外，硅价格近期的回落也给晶硅电池行业带来了利好。
近年来半导体需求的大幅度增加造成了晶硅产能不足，晶硅材料供不应求，使得价格飙升。
２００８年其现货市场价格曾一度达到每公斤４００美元。
如今由于金融危机的影响，太阳能行业增长速度减慢使得硅价格大幅回落。
随着硅价格的下跌，以往一直处于可随意涉足的太阳电池用多晶硅生产的无序状态，也逐步有了限制。
在硅价格趋于平稳的同时，中国国内的硅产量还只能满足中国市场需求的一半左右。
因此，着眼于长期增长的目标，政府正在研究企业准入多晶硅生产的基准，预定近期公布。
在生产方面，多家设备厂商在相关展会上发布了可增大多结晶硅铸锭炉容量的技术。
发布的装置可将原为５００ｋｇ的容量提高到８００ｋｇ。
在生产上的努力，评论２０１０．８Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．８再加上政府对产业有序增长的支持，结晶硅的产量今后还有望继续扩大。
韩国的ＬＧ电子近日宣布大力拓展太阳能业务的计划，公司将在未来五年向其太阳电池制造厂投资１万亿韩元。
太阳能业务是ＬＧ电子下一代关键发展战略中的一部分，此次投资将使公司在２０１５年的太阳能产能超过１０亿瓦特，销售额达到３万亿韩元。
２００９年底，ＬＧ电子将一个等离子显示器模组生产线转为生产太阳电池板，从而建成了公司第一个拥有１２０ＭＷ生产能力的太阳能生产线。
该工厂位于首尔东南部２８０公里的龟尾市，并已于今年全面开工，大规模生产晶体硅太阳电池和组件，这也意味着ＬＧ电子的太阳能业务已正式开始。
ＬＧ计划今年再建一条１２０兆瓦的太阳电池生产线，届时该工厂的产能将进一步扩展，总产能将达到２４０兆瓦。
在２０１０年６月初于德国举行的世界最大的太阳能产品交易会Ｉｎｔｅｒｓｏｌａｒ上，ＬＧ宣布其２０１０年所产的１２０兆瓦的太阳能产品已经全部成交，２０１１年的产品也极受客户的青睐。
另据报道，国家高新区佛山三水园广东爱康太阳电池生产基地计划年内实现销售额５亿元。
同时，代表广东爱康战略部署的高效电池“天王星”计划也顺势启动。
爱康引进前沿技术和科研力量，立足于专业化、规模化、国际化的快速发展道路，采用先进环保的太阳电池生产技术和目前国际顶尖的生产设备，制造具有国际竞争力的晶体硅太阳电池产品。
广东爱康太阳能科技有限公司是广东首家规模化的晶体硅太阳电池生产企业，专注于光伏产业链中科技和技术含量集中的晶体硅太阳电池的研究、生产、销售和服务环节。
“我们的目标是本年度销售额５亿元，纳税额３０００万元；２０１１年电池产品销售额达１５亿元，纳税额超亿元”，爱康董事长陈刚介绍。
目前，世界多晶硅电池实验室的最高转化效率为２０．５％左右，国内量产多晶硅电池转化率普遍为１６．５％以下。
而爱康的高效电池“天王星计划”的宗旨是，在不大量增加制造成本的基础上，使Ｐ型衬底太阳电池量产转换率大于１８％。
“预计在２０１０年底，公司生产的多晶硅太阳电池的效率到达１７．５％左右，２０１１年底以前到达１８％的高转换效率。
”该公司相关技术专家表示。
中国尚德公司对电池表面进行特殊处理并使用更薄的电触头，其新型Ｐｌｕｔｏ多晶硅电池效率由１５．２％提高到了１７．５％，单晶硅电池效率由１７．２％提高到了１９％。
美国Ｓｕｎｐｏｗｅｒ公司的背接触式太阳电池效率已超过２０％，模块效率达到１９．６％。
科学家们认为，即使在未来，也绝不能忽视传统的晶硅太阳电池技术。
有研究报告指出，薄膜技术有潜力实现与晶硅电池相似的高效率，但目前仍落后较多；在成本上，到目前为止仅有ＣｄＴｅ模块的优势较为明显。
表１给出了各类型光伏模块的转换效率和成本潜力。
７６５薄膜太阳电池作为太阳电池的重要分支，２００９年薄膜电池占全球光伏电池市场份额的１５％，其他都为晶硅电池。
与硅太阳电池相比，薄膜太阳电池可以使用玻璃、塑料、陶瓷、石墨和金属片等不同材料当基板来制造，不依赖硅原料，造价低廉，污染小，而且其除了平面应用之外，还可制作成非平面构造，与建筑物完美结合或是变成建筑体的一部分，应用非常广泛，因而被广大投资者及厂商所看好。
根据市场调查公司ＤｉｓｐｌａｙＳｅａｒｃｈ发布的太阳电池产能趋势报告，２００９年薄膜太阳电池产能约为３５８万千瓦。
由于硅材料是目前太阳电池的主导材料，在太阳电池成本构成中，硅材料成本约占４０％，而薄膜电池用硅量极少，制造成本大幅降低，特别是其易于实现大面积和大批量连续生产，具有较好的市场前景。
薄膜太阳电池在国际市场硅原材料持续紧张的背景下，已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点。
总体来看，整个业界的态度是“对薄膜型太阳电池积极发起挑战，力争突破技术障碍”。
有些企业已经利用自主技术开始生产低价位的薄膜Ｓｉ型太阳电池。
可以说，对于拥有自主技术的企业来说，该领域存在着巨大的商机。
德国太阳能与氢能研究中心在预工业生产线上制造的铜铟硒电池达到了１９．６％的光电转换效率，这一成绩仅次于美国能源部国家可再生能源实验室在相同条件下创造的１９．９％的记录，但实用化的ＣＩＳ技术仍远远没有发挥出自身潜力。
这种类型的工业生产模块最高光电转换效率只有１２％，而多晶硅模块为１８．５％，单晶硅模块可高达２０％。
到目前为止，ＣＩＳ电池还无法利用更低的制造成本来弥补效率上的不足，其成本超过了２欧元／瓦，与硅模块近似。
行业专家指出，只有当薄膜硅模块达到了１５％以上的效率、低于０．３欧元／瓦的制造成本，才能成为光伏行业中的主导技术。
欧盟光伏产业协会预计，到２０１０年薄膜技术的产能将超过４ＧＷ，市场份额将占到约２０％。
同时，新的制造技术和自动化工艺的进展也将使得生产更为高效。
大规模生产和技术进步能够降低成本，增加市场机遇。
美国ＣｄＴｅ太阳电池制造商ＦｉｒｓｔＳｏｌａｒ的电池制造成本仅为０．９３美元／瓦。
但其制造的ＣｄＴｅ太阳电池不足之处在于最高效率仅为１１．１％。
相比于市面上的硅电池，ＣｄＴｅ电池要产生同样的电力就需要更大的表面积，由此产生的更高的安装费用会部分抵消掉低廉的制造成本所带来的优势。
但ＦｉｒｓｔＳｏｌａｒ的成功仍被认为是使得太阳能发电更具竞争力的里程碑。
德国消费者中心的能源专家Ｈｏｌ－ｇｅｒＫｒａｗｉｎｋｅｌ预计，最早到２０１５年，在德国太阳能光伏发电将会达到电网平价。
ＦｉｒｓｔＳｏｌａｒ的ＣｄＴｅ模块已能够达到０．２￣０．２５欧元／ｋＷｈ的发电成本，而德国目前的电价约为０．２欧元／ｋＷｈ。
其他的薄膜太阳电池制造商也在致力于降低生产成本。
２０１０．８Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．８CJPS美国光伏制造设备提供商ＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ也计划将其向客户提供的全套生产线的制造成本降至１美元／瓦以下。
２００９年４月，美国ＡｂｏｕｎｄＳｏｌａｒ公司开始投产３５ＭＷ的ＣｄＴｅ模块生产线，希望将成本降至１美元／瓦。
该公司创始人兼董事会主席ＰａｓｃａｌＮｏｒｏｎｈａ宣称计划在２０１０年产能达到２００ＭＷ，生产成本降至０．９美元／瓦。
美国Ｎａｎｏｓｏｌａｒ公司利用创新的ｒｏｌｌ－ｔｏ－ｒｏｌｌ印刷工艺制造铜铟镓硒太阳电池（ＣＩＧＳ），计划将生产成本降至０．３￣０．３５美元／瓦，仅为ＦｉｒｓｔＳｏｌａｒ公司的１／３。
德国柏林Ｉｎｖｅｎｔｕｘ公司也计划很快将其生产成本降至１美元以下。
该公司从２００８年晚期开始生产微晶硅模块。