薄膜硅太阳能电池研究状况
太阳能电池用硅材料的研究现状与发展趋势
太阳能电池用硅材料的研究现状与发展趋势一、本文概述随着全球能源结构的转型和环保意识的日益增强，可再生能源的开发和利用已经成为当今世界的重要议题。
其中，太阳能作为一种清洁、无污染、可持续的能源形式，受到了广泛关注。
太阳能电池作为将太阳能转化为电能的关键设备，其性能与材料的选择密切相关。
硅材料因其优异的半导体性能、丰富的储量以及相对成熟的生产工艺，成为了太阳能电池的主流材料。
本文旨在探讨硅材料在太阳能电池领域的研究现状，分析其在不同应用场景下的性能特点，并展望其未来的发展趋势。
本文将对硅材料的基本性质进行介绍，包括其晶体结构、电子特性以及光学性质等，为后续的研究提供理论基础。
我们将详细分析当前硅材料在太阳能电池中的应用现状，包括不同类型的硅太阳能电池（如单晶硅、多晶硅、非晶硅等）的优缺点、制造工艺以及光电转换效率等方面的内容。
我们还将探讨硅材料在柔性太阳能电池、异质结太阳能电池等新型电池技术中的应用前景。
在此基础上，本文将深入探讨硅材料研究的最新进展，包括纳米硅材料、硅基复合材料以及表面改性技术等新型硅材料的开发与应用。
这些新技术和新材料的出现，为硅太阳能电池的性能提升和成本降低提供了新的可能性。
我们将对硅材料在太阳能电池领域的发展趋势进行展望，探讨未来硅材料研究的方向和重点，以期为推动太阳能电池的持续发展和广泛应用提供参考。
二、硅材料的性质及其在太阳能电池中的应用硅是一种半导体材料，具有独特的电子结构，使其成为太阳能电池的理想选择。
硅的禁带宽度适中（约为1电子伏特），可以吸收可见光及近红外光区的太阳光，使其具有较高的光电转换效率。
硅材料还具有丰富的储量、良好的稳定性和相对较低的成本，这些因素使得硅成为商业化太阳能电池中最广泛使用的材料。
硅材料主要分为单晶硅、多晶硅和非晶硅三种类型。
单晶硅具有最高的光电转换效率，但成本也相对较高；多晶硅成本较低，效率略低于单晶硅；非晶硅则以其低廉的成本和易于大规模生产的特性而受到关注，但其光电转换效率相对较低。
CIGS薄膜太阳能电池研究现状与发展前景
CIGS薄膜太阳能电池研究现状与发展前景摘要：太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源正在得到迅速的发展与应用，目前在世界各国都得到了广泛的研究。
本文介绍了太阳能电池发展的背景、太阳能电池分类；并着重介绍了CIGS薄膜太阳能电池的制备工艺方法，分析总结了其研究发展现状与发展前景。
关键词：太阳能电池；CIGS；薄膜；发展前景0引言能源是人类社会经济发展的重要物质基础，是生产力飞跃的主要动力源泉0。
随着传统化石能源逐渐耗尽引起的能源危机，以及化石燃料燃烧引起的温室气体、氮氧化物等环境污染的日趋严重。
从人类社会可持续发展的角度考虑，能源产业出现了两大发展趋势：其一是在传统能源中寻找清洁、高效的能源利用方式，但是这并不能从根本上解决世界能源短缺的问题；其二是积极寻找并开发、使用新能源和可再生能源，这是人类能源可持续发展的最终选择。
理想的新能源和可再生能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。
太阳能是最理想的新能源。
它是各种可再生能源中最重要的基本能源。
生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能。
太阳能存在许多优点：太阳能随处可得，数量巨大，无需运输；取之不尽，用之不竭的可再生性；既清洁又安全、无污染，也不会影响生态环境。
太阳能发电可以将太阳光能直接转化为电能，是太阳能利用研究中最重要的研究领域之一。
0太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源，全球年能量消耗的总和只相当于太阳40分钟内投射到地球表面的能量。
为了保证人类发展所需能源的持久供应，减轻环境污染、生态破坏对人类日益加剧的危害，使经济、社会走上可持续发展之路，世界各国特别是发达国家对于光伏发电技术十分重视，将其摆在可再生能源开发的首位，制定规划，采取措施，增加投入，大力发展0。
我国也在这方面非常重视，发展新能源和可再生能源，并把光伏发电作为未来能源的希望。
1.太阳电池的工作原理及光谱吸收1.1太阳能电池工作原理半导体太阳电池的工作原理是半导体的光生伏特效应，如0所示。
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。
薄膜太阳能电池硅衬底陷光结构的研究进展
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了近 年 来硅 衬 底 陷光 结构 的 研 究进 展 ， 分析 了陷光 结
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了进一 步提高 太 阳电 池 的光 电转 换 效 率 ， 大 利 亚 和 澳 美 国分别 提 出 了第 三代 太 阳能 电池 的 概 念 ， 通 过 研 即 究太 阳能 电池 的效率 极 限和 能 量 损失 机理 ， 把一 些 新 型 电池结 构引 入薄膜 太 阳能 电池 的结构 设 计 中 。第 三 代太 阳能 电池 主 要有 叠 层 太 阳能 电池 、 载 流子 太 阳 热 能 电池和 量子 点 太 阳 能 电 池等 。藉 此 ， 纳米 材 料 和 纳 米结 构 由于其独 特 的物理 特性 被 引入太 阳 能 电池 的研 究 ， 速 引起 了各 国科 研工 作者 的广 泛关 注［ 。 迅 １ ］ 减少 电池受 光面 上入 射 阳光 的反射 是 提高 太 阳能
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在 宽波段 范 围 内降低硅 片 表面反 射 率是 提 高太 阳 能 电池 的有 效手 段 ， 刻 技 术 ／ 光 电子 束 刻蚀 ［ 、 应 ７ 叫 反 离子 刻蚀 Ｌ 】Ｒ Ｅ） １ （ Ｉ 和机 械刻槽 等技 术 通过 在 硅 片表 面 １ 制备 亚微米 级 浮栅 使之 成为 可能 。这 几种 方 法可 以在 宽波 段范 围 内 将 入 射 光 的 大 角 度 反 射 率 降低 到 １ Ｏ 以下 ， 在特 定 波段 甚 至 降 低 到 １ 以 下ｌ 。 由此 展 开 ９ ］ 的相关 模拟 研究 均 同实验 结果 吻合 较 好 。严格 的光 波 耦 合分 析＿ １ 表明， 在硅 片 表面 制备 特 定形 状 的周期 性 规则 亚微 米级 浮栅 不但 可 以增加 太 阳光 在硅 片 内 部
薄膜太阳能电池的结构和性能分析
薄膜太阳能电池的结构和性能分析薄膜太阳能电池是一种以薄膜材料为基底和吸收光线的薄膜材料为电池层的新型太阳能电池。
相比于传统的硅基太阳能电池，薄膜太阳能电池体积更小、重量更轻、制造成本更低、可弯曲、可透明、可定制化，并且在低光照条件下也有较高的功率输出。
本文将从薄膜太阳能电池的基本结构、工作原理和性能分析三个方面进行论述。
一、基本结构薄膜太阳能电池最常用的材料包括铜铟镓硒（CIGS）、硫化铜铟镉（CIS）、有机聚合物等。
作为太阳辐射的吸收层位于薄膜太阳能电池的最上层，以下是电池层、底电极（包括钢、铝、镀层等）、背电极（包括不导电和导电胶粘剂等）的排列顺序。
在实际生产过程中，会根据实际需要进行一定的调整，如使用透明导电电极、太阳能电池阵列等。
二、工作原理太阳能辐射照射到薄膜太阳能电池的吸收层上，电荷载体在吸收光子的过程中激发，移动到接触区域产生电流，从而形成了电池输出。
在电荷移动的过程中，必须保证吸收层的电导率高，电池层的吸光系数大，于是在电池层中通常使用薄膜法制成镀有金属的材料，从而增加光吸收和导电性。
通常，电子流经过底部电极，在当中遇到了电子中继印刷，应用正向电子控制（P/N结），电荷已经通过电池的输出输出。
因为这种类型的太阳能电池是以薄膜形式制成的，所以它们称为“薄膜太阳能电池”。
三、性能分析薄膜太阳能电池的最大特点是相较于传统太阳能电池，它可以更为轻盈和便携，适用于携带的灵活性不弱于笔记本或手机储物(grid-desktop)长方形太阳能电池板之类的应用。
除此之外，它们在低光照条件下也能有效运作，这在室内灯光、阴雨天等等情况下都非常有用，既可以提高能源利用，又可以减少电量浪费。
此外，薄膜太阳能电池可以根据具体需求进行定制，可用于建筑物幕墙、遮阳百叶、玻璃窗等。
相较于传统硅基太阳能电池，薄膜太阳能电池更加环保节约，由于用料量较少、加工风险低，生产过程中水、电、油耗较少，减少了能源消耗，降低了二氧化碳排放量。
薄膜太阳电池的研发现状和产业发展
薄膜太阳电池的研发现状和产业发展
洪瑞江;沈辉
【期刊名称】《中国材料进展》
【年(卷),期】2009(028)009
【摘要】在人类社会可持续发展的进程中,必须解决好能源危机与环境保护等问题.在各国政府的大力扶持和相关鼓励政策的刺激和推动下,太阳能光伏产业得到了迅猛发展,光伏组件的成本不断降低,应用领域迅速扩大.其中,薄膜太阳电池由于其用料少、工艺简单、能耗低、成本有一定优势而越来越被业界所接受,近3年来薄膜太阳电池产业得到了较快发展,全球薄膜太阳电池产量从2007年的400 MW增长到2008年的890 MW,同比增长120%以上.目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种:硅基薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池(CIGS)和碲化镉薄膜太阳电池(CdTe).对上述3类薄膜太阳电池的特性、发展历史、研发现状以及产业发展状况作了介绍,对研究与产业中存在的问题以及未来研究方向也提出了看法.【总页数】10页(P35-44)
【作者】洪瑞江;沈辉
【作者单位】中山大学太阳能系统研究所,广东,广州,510006;中山大学太阳能系统研究所,广东,广州,510006
【正文语种】中文
【中图分类】TK512
【相关文献】
1.我国薄膜太阳电池产业发展概况 [J], 吴达成;刘馨
2.谈藏药研发现状及藏医药产业发展的建议 [J], 梅智胜
3.薄膜太阳电池系列讲座(12)硅基薄膜太阳电池(四) [J], 张晓丹;赵颖;熊绍珍
4.薄膜太阳电池系列讲座(21) 硅基薄膜太阳电池(十三) [J], 张晓丹;赵颖;熊绍珍
5.薄膜太阳电池系列讲座(20) 硅基薄膜太阳电池(十二) [J], 张晓丹;赵颖;熊绍珍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
nip型非晶硅薄膜太阳能电池的研究
《探究nip型非晶硅薄膜太阳能电池的研究》1. 引言近年来，随着能源危机日益严重，太阳能作为清洁能源备受人们关注。
而nip型非晶硅薄膜太阳能电池作为一种新型高效太阳能电池，受到了广泛的研究和关注。
本文将针对nip型非晶硅薄膜太阳能电池进行深入探究，从深度和广度两个方面进行全面评估，并为读者提供有价值的文章。
2. nip型非晶硅薄膜太阳能电池概述2.1 nip型非晶硅薄膜太阳能电池的基本结构nip型非晶硅薄膜太阳能电池通常由n型非晶硅薄膜、i型非晶硅薄膜和p型非晶硅薄膜组成，其中i型层是光吸收层。
2.2 nip型非晶硅薄膜太阳能电池的工作原理当太阳光照射到nip型非晶硅薄膜太阳能电池时，光子被i型层吸收，激发出电子和空穴，从而产生光生电荷对。
3. nip型非晶硅薄膜太阳能电池的研究现状3.1 nip型非晶硅薄膜太阳能电池的发展历程nip型非晶硅薄膜太阳能电池的研究始于20世纪80年代，经过多年的发展，取得了显著的进展。
3.2 nip型非晶硅薄膜太阳能电池的研究热点当前，研究人员主要集中在提高nip型非晶硅薄膜太阳能电池的光电转换效率、稳定性和制备工艺上。
4. nip型非晶硅薄膜太阳能电池的优势与挑战4.1 优势：相较于传统多晶硅太阳能电池，nip型非晶硅薄膜太阳能电池具有较高的光吸收系数和较低的制备成本。
4.2 挑战：目前nip型非晶硅薄膜太阳能电池在光电转换效率、稳定性和长期耐久性方面仍存在挑战。
5. 个人观点与总结个人认为，nip型非晶硅薄膜太阳能电池作为一种新型高效太阳能电池，在清洁能源领域具有重要的应用前景。
鉴于其目前面临的挑战，未来的研究应该集中在提高光电转换效率、提升稳定性和减少制备成本上。
各界应该加大对nip型非晶硅薄膜太阳能电池的投入和支持，推动其在太阳能领域的广泛应用。
结语通过本文的探究，相信读者已经对nip型非晶硅薄膜太阳能电池有了更深入的理解。
未来，随着科技的不断进步和研究的不断深入，相信nip型非晶硅薄膜太阳能电池必将成为清洁能源领域的重要力量。
2023年薄膜太阳电池行业市场发展现状
2023年薄膜太阳电池行业市场发展现状近年来，随着环保意识的普及和能源消耗量的快速增长，全球对可再生能源的需求逐渐增加。
作为其中一种可再生能源，太阳能发电技术备受关注，并在全球范围内得到快速发展。
而薄膜太阳电池，作为太阳能电池的一种重要类型，其市场前景也越来越广阔。
一、市场情况1. 全球市场据市场调研机构Grand View Research统计，全球薄膜太阳电池市场规模将在未来五年内以8.5%的年复合增长率增长，到2025年将达到87.8亿美元。
而且，随着技术不断进步和成本下降，市场需求将会继续增长。
2. 中国市场目前，中国是全球太阳能电池制造业最大的生产国，而作为其中的一部分，薄膜太阳电池市场也在不断扩大。
根据CW Research的数据，2017年中国薄膜太阳电池市场占比已达全球的36.9%。
而且，随着国家政策的不断加强，中国薄膜太阳电池市场的规模将会继续增加。
如2019年新能源汽车补贴退坡政策，针对在微型电动汽车领域具有对新能源电池生产厂家认证、商业化生产能力的企业，将给予一定量的薄膜太阳电池补贴。
二、技术进步1. 高效率相对于传统多晶硅太阳电池，目前市场上的薄膜太阳电池更具有灵活性、轻薄、易于安装等优势。
而且，随着技术的发展，薄膜太阳电池的能量转化效率也在逐渐提高。
如目前市场上的柔性有机太阳能电池，其能量转化效率已经达到了12.6%。
2. 薄膜材料同时，因为薄膜太阳电池所使用的薄膜材料的成本和能耗都比传统多晶硅太阳电池低，所以薄膜太阳电池也更具有竞争力。
目前市场上主流的薄膜材料主要有铜铟镓硫（CIGS）、钙钛矿、有机物料等。
三、市场前景1.行业整合由于供应商的增加和价格竞争，薄膜太阳电池的竞争很激烈。
在这种竞争环境下，行业整合成为了行业发展的一种必然趋势。
如2019年某国际公司收购了某薄膜太阳电池生产商，进一步加强了其在该领域的市场地位。
2. 政策支持目前，全球越来越多的政府开始采取措施，推动可再生能源的发展。
2024年CIGS薄膜太阳能电池市场环境分析
2024年CIGS薄膜太阳能电池市场环境分析概述本文将对CIGS薄膜太阳能电池的市场环境进行深入分析。
首先，我们将介绍CIGS薄膜太阳能电池的基本原理和特性。
然后，我们将讨论市场需求和竞争环境，并分析CIGS薄膜太阳能电池的优势和劣势。
最后，我们将探讨未来发展趋势和挑战。
CIGS薄膜太阳能电池的基本原理和特性CIGS薄膜太阳能电池是一种基于铜铟镓硒作为吸收层的薄膜太阳能电池。
它具有高效率、较低成本和较高的光电转换效率等特点。
CIGS薄膜太阳能电池的制造工艺相对简单，可以通过物理气相沉积、化学溶液法或蒸发法等方法制备。
市场需求和竞争环境薄膜太阳能电池市场需求不断增长，因为其相对较低的成本和高效率使其成为可再生能源市场的重要组成部分。
CIGS薄膜太阳能电池在市场上具有竞争优势，因为它相对于其他类型的太阳能电池而言具有更高的效率和较低的生产成本。
然而，目前市场上还存在许多竞争对手，如硅基太阳能电池和其他新兴技术，这些竞争对手在成本、效率和可靠性方面具有一定的优势。
CIGS薄膜太阳能电池的优势CIGS薄膜太阳能电池相对于其他太阳能电池具有以下优势： - 高效率：CIGS薄膜太阳能电池具有高光电转换效率，可将太阳能转化为电能。
- 低成本：CIGS薄膜太阳能电池的制造工艺相对简单，成本较低。
- 较高适应性：CIGS薄膜太阳能电池可以应用于不同类型和规模的光伏系统。
CIGS薄膜太阳能电池的劣势CIGS薄膜太阳能电池相对于其他太阳能电池具有一些劣势，例如： - 技术成熟度有限：相对于硅基太阳能电池，CIGS薄膜太阳能电池的技术尚不成熟，仍需要进一步的改进和研发。
- 潜在环境影响：CIGS薄膜太阳能电池的制造过程中使用的材料可能会对环境造成一定影响，需要进行环境保护措施。
未来发展趋势和挑战CIGS薄膜太阳能电池在未来的发展中面临一些挑战，如： - 提高效率：CIGS薄膜太阳能电池需要进一步提高光电转换效率，以满足市场需求。
中国薄膜电池产业发展现状
中国薄膜电池产业发展现状seek； pursue； go/search/hanker after； crave； court； woo； go/run after中国薄膜电池产业发展现状在金融危机之前,高昂的多晶硅价格制约了光伏产品的应用发展,在这种情况下,不少人对低价的薄膜太阳能电池寄予厚望,认为它将是晶体硅电池最大的竞争对手.但是这场危机冲击得海外市场严重萎缩,导致多晶硅价格暴跌,因此业内又有了“薄膜电池优势不在”的论断.“这些年薄膜电池在太阳能电池领域中一直处于一种非主流位置,主要原因就是效率不高.在发现衰减效应后,当时的非晶硅太阳能薄膜电池变成了一种弱光电池,用于手机、表、计算器等小物品上.我国引进了该技术后发展迅速,挤垮了很多国外企业,现在世界绝大多数的太阳能薄膜弱光电池都在中国生产.”中国科学院电工研究所王文静博士向笔者讲道.在今年五月份上海的一次会议上,无锡尚德CEO施正荣提出了他的观点：“薄膜太阳能绝对是泡沫,要分析都是谁在炒薄膜概念这里面有行业领袖和行业专家吗我自己搞薄膜搞了一辈子,还没有发现一种技术可以让转化率高于7%,何况现在硅原料价格下降这么快,薄膜太阳能并不具备什么竞争力.”不过,笔者又听到了另一种声音,推出全球最大硅基薄膜太阳能电池的新奥光伏表示,“这不是说超过10%转换率就更有竞争力的问题,而是在不同应用领域谁更有优势的问题.薄膜和晶体硅的应用领域有差异,晶体硅的转换效率高,使用面积小,用在屋顶非常有优势.但从客户角度看,他们最关心的还是系统电价,例如建大规模电站的话,薄膜电池就更有优势,因为面积大,系统电价就低.此外,做光电建筑一体化的话,薄膜电池也更有优势.”强生光电也认为“不能以转换率论英雄,价格才是核心.以目前建设1兆瓦光伏电站为例,晶硅组件的电站造价在2800-3000万元,非晶薄膜组件的电站造价只需1500万元.三年中,可使非晶薄膜电站造价降至1000万元人民币,而且非晶薄膜电站年发电量比晶硅电站高出10-15%,每度电的发电成本仅为晶硅的40-45%.”在光伏业内,硅基太阳电池与薄膜电池的博弈一直没有停止过,但是我们看到的事实却是：在技术创新意识和能力突飞猛进的21世纪,低价且有极大工艺改良性的产品永远能吸引投资者的目光.所以,在光伏建筑一体化愈演愈烈的今天,在“中国百万屋顶”、“金太阳工程”政策指引下,薄膜电池将在这一领域拥有绝对的优势.薄膜电池大规模商用的前提是提高光电转换效率.虽然薄膜电池的技术在几十年间有了突飞猛进的发展,但截至目前,没有一家薄膜太阳能电池公司宣布,转换效率超过10%,一般在6%左右,浙江正泰号称其光电转换效率达到9%,这在行业内已经属于最高.即便如此也只是硅基电池的一半.不过,由于耗电省、造价低,成本优势显现,薄膜电池开始受到青睐.一些多晶硅电池企业,也开始大手笔地引进薄膜电池生产线.更多的企业,直接开始制造薄膜电池,如河北保定的天威英利投资12亿元,从国外引进了兆瓦的薄膜电池生产线,在今年8月28日已经开始量产.总部位于上海的强生光电,也在江苏南通、苏州等地开建薄膜电池示范区.但是,同国际领先水平相比,我国薄膜电池的研究存在一定的差距.不过,中国可再生能源发展战略研究显示这种差距正在逐步缩小,我国在各种薄膜太阳电池的研究中,具有很好的研究基础和发展潜力.“十五”期间,“973计划”和“863计划”中分别把硅基薄膜太阳电池、染料敏化太阳电池、碲化镉薄膜太阳电池和铜铟镓硒太阳电池作为重大项目进行了立项和研究,并在“十一五”期间继续进行了立项.在“863”重点项目的支持下,四川大学和南开大学正在分别进行300千瓦碲化镉太阳电池和铜铟硒太阳电池的中试生产线研发；在“973”项目的支持下,中国科学院等离子体所和南开大学正在分别进行染料敏化太阳电池和新型高效硅薄膜太阳电池产业化技术研究工作.“现在国际上发展比较成熟的太阳能薄膜电池包括三种,非晶硅太阳能薄膜电池、碲化镉太阳能电池和铜铟镓硒CIGS太阳能电池,其中应用最普遍的是非晶硅太阳能薄膜电池,我国的很多企业和国外的EPV SOLAR、日本的Kenaka、夏普等都生产此种电池.碲化镉CdTe电池的主要生产企业是美国的Fisrt solar,由于其中的镉元素有毒,该企业承诺回收所有废弃电池.CIGS电池由于所含元素多使其生产稳定性难以把握,重复性较差使其进行大规模产业化生产比较困难.所以尽管BP、壳牌公司等已将其光电转换率大幅提高,但产能扩展有限,现在只有少量企业在进行大规模量产” 王文静介绍说.国内薄膜电池企业概述目前国内共有约三十家左右的薄膜电池生产企业在建或拟定项目不算在内,其中引进设备的有8-9家,共引进美国、欧洲、日本生产线约10条.这些引进生产线每条产能在40兆瓦左右,平均引进价格1亿美元,最高的一条生产线已花了12亿.另外20多家小型非晶薄膜工厂,规模小、产能低,有的只有一条兆瓦或5兆瓦生产线,设备为仿造80年代美国的早期设备,技术含量低,产品转换率在5%以下,且产品尺寸只有平方米,这些工厂产品大部分以配套园林灯具所需的小电池板为主.现挑选一些重要薄膜太阳能电池企业作简要概述.1、保定天威：保定天威薄膜光伏有限公司是保定天威保变电气股份有限公司直属子公司.天威薄膜核心技术团队包括微晶硅电池P-I-N结构及N-I-P结构的光电转换效率世界记录保持者麦耀华博士和黄跃龙博士,两位曾就职于欧洲着名的Jülich研究所,该技术涉及生产叠层电池必需的核心工艺技术.公司投资的第一条非晶硅薄膜电池生产线设备全部采购自瑞士欧瑞康已于今年8月进入量产,预计稳定转换效率%以上,后续投资4条非晶硅与微晶硅叠层技术生产线于2010年投产,届时稳定转换效率接近10%,规模将达到285MW.9月初,天威薄膜与泰国绿色能源有限公司签署了东南亚薄膜市场独家合作协议.双方约定,泰国绿色能源公司将天威薄膜作为其在东南亚薄膜光伏市场长期优选的中国薄膜太阳能组件供应商,为其太阳能发电厂项目合作服务,保证在2009~2011年的三年合作期间,向天威薄膜采购不低于70MW的薄膜电池.2、新奥光伏：河北新奥光伏能源成立于2008年4月,公司引进全球领先的硅基薄膜电池生产线,一期产能60MW,未来规模将达500MW.在今年SNEC第三届国际太阳能光伏展览会上,新奥光伏正式展出中国首块超大型㎡、转换效率达到8%的双结硅基薄膜太阳能电池板及透光BIPV光伏建筑一体化组件并举行了产品揭幕仪式.同样在这次会议上,新奥光伏总经理万克家作了题为㎡双结硅基薄膜太阳能电池板在新奥光伏生产进程的报告.新奥光伏能源引进了美国应用材料公司年产能60MW薄膜电池生产线,在设备安装完毕后的五个月内如期实现了产品下线目标.3、深圳拓日：拓日新能是国内生产规模最大、技术最先进的非晶硅太阳能电池制造商之一,非晶硅太阳能电池生产量、出口量连续四年位居全国第一.2006年圆满完成了国家科技部“十五”攻关计划中唯一的薄膜电池项目——“高效低成本非晶硅太阳能电池制造工艺及产业化技术”,在国内首次利用自主研发设备生产的非晶硅电池稳定效率达到5%以上；公司研发的“整体式非晶硅光伏电池幕墙”获得联合国工业发展组织“全球可再生能源领域最具投资价值的十大领先技术——蓝天奖”.公司公告称将在2013年8月底前,拟投资30亿元建设拓日新能乐山光伏产业园,目前共建有40MW的薄膜电池生产线.4、深圳创益：深圳创益科技创建于1993年,于去年底获得英特尔2000万美元的注资.据其创益公司网站上介绍,创益科技的产品除了主要采用导电玻璃和硅化气沉淀的技术来生产强光、弱光非晶硅薄膜电池外,还提供建筑光伏一体化发电系统、太阳能路灯解决方案、太阳能增氧机以及太阳能电站解决方案.1993年起家做太阳能电池的创益科技,最初给手表、计算器等做太阳能电池.不过,据投资方介绍,目前创益科技已经转向建筑外墙的大面积薄膜电池.5、浙江正泰：浙江正泰太阳能科技有限公司成立于2006年,最初的投资是3000万美元.截至目前在薄膜电池项目上的累计投资已近20亿元,试投产的20兆瓦生产线,是国内首条非晶/微晶薄膜电池生产线.公司总经理杨立友,师从着名物理学家李政道的博士研究生曾在美国太阳能行业从事过20多年的科学研究.而技术正是杨立友的优势,曾以他为主发明的纳米硅隧道结技术,是BP Solar公司多结非晶硅电池生产线是1997年建成的世界第一条10兆瓦生产线的核心技术之一,从而使正泰大面积薄膜电池组件的稳定效率首次达到9%.设备采用自欧瑞康.杨立友曾说过,正泰产品量产后,成本可以保持在元/W左右.在今年上半年,浙江正泰太阳能科技有限公司在杭州与赛伯乐成长基金及上海联合投资举行签约仪式,成功募集到5000万美元的PE私募股权投资,预计到明年,正泰薄膜电池产能将达到240MW.6、福建均石能源：提起国内薄膜电池厂家,不能不提福建均石能源,在今年5月中国国电集团进军青海,建设大规模并网发电项目的幕后推手就是均石能源.但是,均石能源又太过神秘,在笔者想方设法采访企业的时候,都被告知“公司内部有规定,回避所有媒体”.而利用各种搜索引擎发现,这家美商独资的外资企业除了广发招聘信息外,没有进一步公开的企业信息.青海省主管工业的副省长骆玉林在一次会议上透露,钧石能源是第一个深入青海,激发当地大力发展太阳能光伏并网发电产业的推动者.事实上,在发动青海攻势之前,钧石能源还在北京力克京东方,拿下了总投资额亿元的北京首个非晶硅薄膜太阳能电池项目.钧石能源在2007年从南开大学光电子薄膜器件与技术研究所获得了“非晶硅/微晶硅叠层太阳电池”关键技术,该技术由南开大学光电子所耿新华、赵颖教授领导的课题组开发完成.并获IDGVC等近1亿美元首轮风险投资.福建钧石能源有限公司是2008年2月正式在泉州成立的外商独资企业.但事实上,其法人代表林朝晖,从上世纪90年代开始,便开始涉足太阳能应用产品领域.其更早成立的泉州鲤城金太阳灯饰有限公司,系国内知名太阳能灯具生产商,产品远销世界各国.有知情人士透露,钧石能源是林朝晖涉足非晶硅薄膜太阳能电池项目后,重新注册的新公司.资料显示,钧石能源在泉州的项目,主要是建设26条非晶硅薄膜太阳能电池生产线,年产非晶硅薄膜太阳能电池板130兆瓦.而钧石的目标,是“力争成为世界上最大的太阳能薄膜电池生产企业之一”.7、天津津能：2008年津能非晶硅薄膜太阳电池的生产能力已达25MW,计划于三年内实现120MW的非晶硅太阳电池的生产规模.产品主要采用采用单室大容量、双结非晶硅薄膜太阳电池制造技术.津能主要产品为：玻璃衬底薄膜电池组件、柔性薄膜电池此为2007年与美国联合太阳能公司共同投资建设年产25兆瓦柔性非晶硅薄膜太阳能电池项目.8、南通强生光电：强生光电隶属于江苏南通强生轻工集团,2008年强生光电上马了第一条生产线,创造了单线产能、电池转换效率、设备投入产出比和批量投产时间四项全国第一,紧接着又快马加鞭,上了3条生产线,产能达到130兆瓦.强生光电目前正与美国着名真空设备制造企业合作,共享生产实践和一手数据,不断地对设备进行深度研发和及时升级.从目前整条生产线的设备投入方面来看,为尽快实现薄膜电池装备的国产化,强生光电也已与美国公司在苏州吴江建立合资企业,生产薄膜电池三大核心装备,即PECVD反应炉、真空溅射生产线和TCO导电玻璃生产线.在上海松江建立了输送线、叠合机、清洗机、磨边机等其他配套机械的生产工厂.通过在中国制造非晶薄膜全套生产设备,强生光电生产线的投入仅为那些全套引进设备的生产厂家的20%,并争取将这个数字控制在10%-15%之间,也就意味着35兆瓦整线投资不超过1000万美元,产品折旧费控制在每瓦美元左右.而且正在计划自已制造TCO设备、自行生产TCO玻璃,这样可使原料成本降低40%以上.强生光电有望在2010年底产能达到500兆瓦,成为中国最大的非晶硅薄膜电池生产基地,目前强生光电薄膜电池转换效率已达到%.9、蚌埠普乐新能源：2006年4月,半导体行业出身的孙嵩泉博士和合作伙伴陈良范博士,从美国硅谷来到蚌埠经济开发区,创办了专门生产薄膜太阳能电池的普乐新能源有限公司.1年后,普乐的第一条6MW非晶硅电池生产线顺利投产.普乐新能源由美国普乐光电技术有限公司、蚌埠市建设投资有限公司、安徽亚盛科技有限责任公司、成都创业投资管理有限公司共同出资设立,目前普乐新能源年产25兆瓦生产线全面投入生产,年产75兆瓦非晶/微晶硅薄膜太阳能光伏电池项目正在建设中,将于今年底完工.公司目标为2010年非晶/微晶硅薄膜太阳能电池生产能力达到100兆瓦,到2012年生产能力将达到200兆瓦.10、苏州百世德：2008年2月,江苏百世德太阳能科技有限公司破土动工,该公司由赛维LDK董事长彭小峰自己和家族成员共同投资,与赛维并无投资控股关系.彭小峰夫人亲自坐镇百世德,担任法人代表,并从美国、台湾地区高薪聘请了大批半导体专家,华虹NEC前总裁方朋担任CEO.江苏百世德太阳能高科技有限公司,计划分阶段达到总产能为1GW的薄膜太阳能电池组件设计产能,通过与全球顶尖太阳能设备供应商Applied Materials以及其他主要设备供应商的紧密合作,百世德将应用成熟的微晶硅薄模技术生产面积为的薄膜太阳能电池组件,起初将达到%的稳定转换率,随后将不断提高至10-12%.目前公司一期130兆瓦薄膜电池生产线或将于年底试生产,另外,于今年6月中旬,由中广核能源开发有限责任公司、江苏百世德太阳能高科技有限公司和比利时Enfinity公司组建的“联合体”以元/度的价格中标敦煌10兆瓦光伏并网发电项目.11、无锡尚德：2007年12月28日,占地近200亩,投资总额3亿美元,首期建设第一条60兆瓦硅薄膜电池生产线的尚德上海硅薄膜太阳电池研发及生产项目在上海漕河泾开发区浦江高科技园区的三鲁河畔举行开工仪式.历时近两年的工程,于今年7月初,尚德上海工厂第一片平米薄膜太阳能组件终于成功下线.公司预计到2010年将形成400MW的生产能力,设备主要采购自美国应用材料.12、河南阿格斯：河南阿格斯新能源有限公司25MW非晶硅薄膜太阳能电池项目于2008年11月破土动工,今年8月中旬正式投产.阿格斯新能源总设计规模500MW,用地318亩,一期仅设备投资就达7300万元人民币.河南阿格斯新能源有限公司的首席执行官赵一辉是河南新郑人,获得美国亚产桑那州立大学电子工程学博士学位.因在光电材料制备和特性研究方面的卓越贡献,成为国际IEEE国际电器与电子工程最具影响力的学术团体协会的终身会员.回国创业前任美国阿格斯太阳能有限公司首席执行官.我国薄膜太阳能电池生产设备现状与晶体硅电池生产相比,薄膜电池生产制造广泛使用真空镀膜等技术,更似半导体行业,因此技术水平高低直接影响产品良率,间接影响到企业的盈利能力.此外,由于薄膜电池技术发展时间较短,并未形成通用技术和通用设备,目前提供大尺寸薄膜电池设备交钥匙工程的主要是美国的应用材料公司AMAT、瑞士的Oerlikon以及日本的ULVAC等几家.设备折旧是薄膜电池的主要成本之一,根据目前市场报价,同容量薄膜电池生产线的价格是晶硅的6-10倍,而在主要原材料供应方面,目前均为国际巨头垄断,价格高且无保障.另外,在采访中了解到,薄膜电池的主要原材料包括玻璃导电玻璃及其他玻璃、EVA、靶材以及气体.薄膜电池对导电玻璃要求较高,目前国内厂商实力较弱,市场主要由日本NSG和美国AFG瓜分.随着国内薄膜产量的爆发,很有可能出现供应紧张的格局.靶材目前的国内供应仍被国际大厂把持,德国贺利氏是全球最大的供应商,在国内市场占有率超过60%.另外,国内目前没有企业生产硅烷,而主要国际大厂扩产有限,加之LCD 等需求量居高不下,硅烷供应仍偏紧张,价格维持高位并不排除继续上涨的可能.由于硅薄膜太阳能电池的生产设备和工艺是一体的,制造设备必须在研究材料和工艺的基础上才能实现,而制造商的研究投入要求回报,从而导致硅薄膜太阳能电池设备昂贵,其生产设备的价格比晶硅太阳能电池生产设备贵3倍以上,以25MWp的非晶硅太阳能电池生产线为例,设备投资额7000万～9000万美元,其设备费用约占薄膜太阳能电池制造成本的20%～30%.自2004年以来,薄膜太阳能电池发展十分迅速,同时,为改变其转换率较低的缺点,一些大型的半导体设备制造商都投入大量的人力和物力进行研究.薄膜电池行业的大量工艺涉及真空镀膜技术,镀膜技术水平、沉积速率直接影响产品良率和生产效率,间接影响到赢利能力.目前在国内能提供完整生产线的生产型企业有东莞宏威数码、上海曙海太阳能、北京北仪创新真空技术有限公司等几家公司.北方微电子、沈阳科学仪器、苏州思博露等企业则能提供覆膜沉积设备；北京德雷射科、深圳大族激光、武汉三工、珠海粤茂等企业能提供激光划线、刻蚀等设备.另外,苏州德龙激光有限公司成功开发出面向大幅面30MW薄膜太阳能电池的激光刻蚀设备以及激光去边设备,成为国内第一家向大幅面薄膜太阳能电池生产厂商提供激光加工设备的公司.至今为止已成功交付使用6台刻蚀设备.而像强生光电、普乐新能源等企业则自已研发相关设备供自己使用.宏威集团创立于2000年,为一家致力提供先进生产设备和工艺技术的全球性供应商,总部设在香港.宏威集团于发展初期进军光盘生产设备行业,并在空白光碟设备市场不断发展强大.宏威在自动化系统和工艺工程上,拥有雄厚的专业技术力量,结合其薄膜和真空镀膜等核心技术,将集团业务扩展至光伏等产业,能自主研发生产大面积、高产能、全自动非晶硅薄膜整套生产系统的企业,在河南安阳参与投资的河南新能光伏有限公司已于9月初成功试产第一片非晶硅薄膜电池.在今年的SNEC第三届太阳能光伏会议现场,上海曙海太阳能有限公司CTO奚建平作了题为双星-300030MW非晶硅薄膜光伏组件生产线的报告,把曙海太阳能薄膜设备推到了产业前台.标志着我国在光伏产业高端半导体薄膜核心设备与工艺经历了引进,消化吸收,仿制与改进等阶段以后,已经开始进入全面自主创新阶段.该设备采用非晶硅薄膜单结光伏电池生产技术,光电转换效率≥6%,生产成本在元/W.其核心设备：新一代等离子强化型化学气相沉积PECVD系统拥有完全自主知识产权,在多基板-致密沉积类别的设备家族中,解决了射频不稳定和高温操作等弊端,占据了光伏设备技术的世界领先地位.预计到2013年实现设备销售总额600MW.北京北仪创新公司是拥有50余年真空镀膜设备的研发和生产过程丰富经验的专业企业.同时也是最早与多所科研院校合作,成功进行多项非晶硅薄膜太阳能电池试验设备制造的企业.公司通过对“在高真空环境下进行的大面积磁控溅射”和“多片化学气相沉积PECVD”两项关键技术的产业化研究,2006年率先自主研发出我国首条非晶硅薄膜太阳能电池生产线成套技术和设备,是国内唯一实现销售收入的设备制造厂家,目前已为3家用户提供了总计20MW的成套生产线设备.北仪创新公司生产的非晶硅太阳能电池生产线覆盖整个非晶硅太阳能电池生产过程所需的设备及工艺,从采购的TCO透明导电膜玻璃一直到封装完好的非晶硅电池,整个项目为交钥匙工程.整条生产线主要包括：玻璃磨边、玻璃清洗、玻璃钻孔、预热炉、冷却炉、老化炉、PECVD设备、PVD设备、激光刻膜设备、封装层压设备、电池I-V检测设备等.“当前,薄膜电池项目基本还是以设备供应商提供完整的生产线及技术为主,投入的固定成本还是居高不下.但是当工艺成熟,不久的将来,薄膜电池组件企业在购买设备时将有更多的选择,用户可以购买各个环节的专用设备来配置一条完整的生产线,这种生产线可以为其公司的电池品牌高度定制,不再受生产线的约束.”生产非晶硅薄膜光伏激光刻蚀设备的珠海粤茂激光设备工程有限公司章曙东工程师向笔者说道.后记：随着美国First Solar公司宣布,将在中国内蒙古鄂尔多斯建设一个2G瓦2000兆瓦的大型发电厂后,国内的光伏薄膜电池再一次被推到了风口浪尖.此外,也First Solar有意在中国拓展供应链,以满足薄膜电池组件的生产和回收利用,这也意味着,该企业将可能通过在中国本地建设一个生产电池的基地,以便将电池就近提供给当地电厂使用.。
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。
nip型非晶硅薄膜太阳能电池的研究
nip型非晶硅薄膜太阳能电池的研究【主题】nip型非晶硅薄膜太阳能电池的研究一、nip型非晶硅薄膜太阳能电池的定义和原理1. nip型非晶硅薄膜太阳能电池的结构和特点2. 太阳能电池的工作原理和能量转换过程二、nip型非晶硅薄膜太阳能电池的研究现状1. 目前nip型非晶硅薄膜太阳能电池在能源领域的应用情况2. 目前nip型非晶硅薄膜太阳能电池的研究进展和最新成果3. nip型非晶硅薄膜太阳能电池的发展前景和挑战三、nip型非晶硅薄膜太阳能电池的优势和局限性1. nip型非晶硅薄膜太阳能电池与其他太阳能电池的比较2. nip型非晶硅薄膜太阳能电池在实际应用中可能遇到的问题和挑战四、个人观点和总结1. nip型非晶硅薄膜太阳能电池的发展前景和价值2. 对nip型非晶硅薄膜太阳能电池的未来发展方向和可能的应用领域的展望【文章】在当今社会，可再生能源已成为人们关注的热门话题之一。
太阳能作为最具潜力和广泛应用的可再生能源之一，受到了广泛的关注和研究。
而在太阳能电池的发展过程中，nip型非晶硅薄膜太阳能电池作为一种新型的太阳能电池，备受研究者和产业界的青睐。
本文将就nip型非晶硅薄膜太阳能电池的研究进行全面探讨，深入剖析其结构、原理、研究现状、优势和局限性，并在此基础上对其未来发展做出展望和个人观点。
一、nip型非晶硅薄膜太阳能电池的定义和原理1. nip型非晶硅薄膜太阳能电池的结构和特点nip型非晶硅薄膜太阳能电池是一种以非晶硅薄膜材料为基础的太阳能电池，其结构主要由n型非晶硅层、i型非晶硅层和p型非晶硅层组成。
相比于传统的太阳能电池，nip型非晶硅薄膜太阳能电池具有薄膜轻薄、柔性和稳定的特点，且转换效率较高。
2. 太阳能电池的工作原理和能量转换过程太阳能电池的工作原理是利用光电效应，将太阳能转化为电能。
当光子照射到太阳能电池上时，光子的能量被转化为电子的能量，从而在电场的作用下产生电流。
而nip型非晶硅薄膜太阳能电池则是通过非晶硅材料的特性，实现对光能的吸收和转化。
薄膜太阳能电池研究综述
薄膜太阳能电池研究的现状及前景综述摘要：介绍了薄膜太阳能电池在光伏产业中的地位，并分别概述CIGS CdTe 多晶硅非晶硅染料敏化等薄膜太阳能电池的研究现状及前景。
通过分析这几种薄膜太阳能电池发展现状及各自的特点，找出有待解决的问题，展望薄膜太阳能电池研究的前景。
关键词：薄膜太阳能电池CIGS CdTe 多晶硅非晶硅染料敏化1.引言太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、水能等都来源于太阳能。
太阳能电池是是一种通过光伏效应将太阳能转变为电能的一种装置，是利用太阳能的一种重要形式。
目前，人们根据所选用的半导体材料将太阳能电池应用技术分为晶硅和薄膜两大类。
晶硅太阳能电池在现阶段的大规模应用和工业生产中占据主导地位，但由于其成本过高，限制了其发展。
相比晶硅等其它太阳能电池，薄膜太阳能电池具有生产成本低、原材料消耗少、弱光性能优良等优势。
随着世界能源紧缺，薄膜太阳能电池作为一种光电功能薄膜，可以有效地解决能源短缺问题，而且无污染，还可以实现光伏建筑一体化，易于大面积推广。
本文主要综述CIGS、CdTe、多晶硅、非晶硅、染料敏化和有机薄膜太阳能电池等的研究现状及前景。
2.CIGS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,典型结构为如下的多层膜结构!金属栅/减反膜/透明电极/窗口层/过渡层/光吸收层/背电极/玻璃。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池是第三代太阳能电池的首选,并且是单位重量输出功率最高的太阳能电池。
所谓第三代太阳能电池就是高效/低成本/可大规模工业化生产的铜铟镓硒(CIGS)等化合物薄膜太阳能电池。
CIGS具有非常优良的抗干扰、耐辐射能力，因而没有光辐射引致性能衰退效应，使用寿命长。
CIGS是直接带隙的半导体材料，因此电池中所需的CIGS薄膜厚度很小(一般在2um左右)。
它的吸收系数非常高达10-5cm-1，同时还具有很好的非常大范围的太阳光谱的响应特性。
薄膜太阳能电池的稳定性研究
薄膜太阳能电池的稳定性研究随着环保意识的日益增强，人们越来越重视可再生能源的应用。
太阳能作为一种不污染环境、取之不尽的能源，已被广泛应用于生活中。
然而，常规矽基太阳能电池存在体积大、重量重、制造成本高等缺点，难以满足某些特殊应用场景的需求。
而薄膜太阳能电池以其轻薄、柔性、制造成本低等优点受到了多方关注。
在实际应用中，用户更关注其稳定性能，一方面希望其长时间稳定运行，另一方面也要求不受各种环境因素的影响。
薄膜太阳能电池由于其薄、轻、柔性等特点，被广泛应用于窄地、户外建筑、交通工具和便携式电子产品等领域。
不同于传统的矽基太阳能电池，薄膜太阳能电池主要材料包括铜铟镓硒化物(CIGS)、铜铟镓硫化物(CIGS)、有机无机混合钙钛矿材料等。
虽然整体能量转换效率要低于传统矽基太阳能电池，但由于其便于集成和成型，因此具有广阔的应用空间。
然而，薄膜太阳能电池的不稳定性一直是制约其广泛应用的瓶颈之一。
其主要有以下方面原因：首先，由于薄膜太阳能电池的底层材料是非晶态或多晶硅，其晶格不规整，长时间在阳光下的光照辐射和热效应的影响下，导致晶格结构改变，影响了其电学性能。
其次，薄膜太阳能电池对湿度、大气污染等环境因素敏感，无法承受高温、高湿等场景的使用环境。
例如智能家居中的可穿戴设备、户外的便携式充电设备等。
最后，薄膜太阳能电池与传统机械、电子组件尚未完全兼容，需要进行工艺上的改进和优化，以实现可靠性、稳定性的保障。
为解决这些问题，薄膜太阳能电池的研究者正在从多个方面进行探索和研究。
首先，优化光伏材料的组成和制备工艺，以提高其电池性能和稳定性。
例如，通过微观纳米结构的组织优化、控制动力过程和产生垂直于表面的微阵列结构的方法，来提高光伏材料的光学收集能力和光电转换效率，从而提高其稳定性能。
其次，在制造过程中采用高温退火和离子束辐照等方法，改善其结晶性，提高其热稳定性，并通过封装、保护层和降低接口失效等措施，提高其耐环境影响性能。
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。
薄膜太阳能电池的制备及应用研究
薄膜太阳能电池的制备及应用研究在日益紧张的能源短缺背景下，太阳能电池作为一种清洁绿色的新型能源，备受关注。
与传统的硅晶太阳能电池相比，薄膜太阳能电池具有更高的光电转换效率和更大的灵活性，逐渐成为研究的热点之一。
本文将介绍薄膜太阳能电池制备及其应用研究的进展和趋势。
一、薄膜太阳能电池制备技术薄膜太阳能电池主要由多层薄膜堆积结构组成，其中光吸收层、电荷分离层和电子传输层等是实现高效能量转换的关键部分。
目前，主要的薄膜太阳能电池有非晶硅、染料敏化型（DSSC）、有机太阳能电池（OSC）和钙钛矿太阳能电池（PSC）等。
（一）非晶硅太阳能电池非晶硅太阳能电池是最早被研究和应用的一种薄膜太阳能电池。
其基本结构是由玻璃基板、导电层、p-i-n结构薄膜和金属电极组成。
非晶硅薄膜由于具有高的光吸收系数和高的载流子迁移率，因此具有较高的光电转换效率。
但是其低稳定性和性能退化等问题限制了其应用。
（二）染料敏化型太阳能电池染料敏化型太阳能电池常用的是钛酸盐作为阳极材料，以染料分子为光吸收层进行光电转换。
其基本结构是由导电玻璃、导电链、暴露于染料敏化电解液中的TiO2纳米晶、染料分子和反电极组成。
染料敏化型太阳能电池具有较高的光电转换效率和较低的成本，但是其稳定性仍存在问题，需要进一步改进和优化。
（三）有机太阳能电池有机太阳能电池以有机分子或聚合物为光吸收层，光生载流子的传输过程中利用电子与空穴的相互作用进行光电转换。
其优点是重量轻、柔性好、性能可调，但是其效率仍需要提高和稳定性也需要解决。
（四）钙钛矿太阳能电池钙钛矿太阳能电池是近年发展起来的一类新型太阳能电池。
其光吸收层为有机-无机钙钛矿晶体，具有高的光吸收系数和光电转换效率，已经成为应用研究的热点。
此外，钙钛矿太阳能电池具有可调性强、制备工艺简单等优点。
二、薄膜太阳能电池应用研究随着薄膜太阳能电池制备技术的不断发展，其应用领域也逐渐扩大。
目前，薄膜太阳能电池主要应用于移动电源、灵活显示屏、无线传感器等领域，未来还将有更广泛的应用前景。
硅基太阳电池的研究现状与应用前景
硅基太阳电池的研究现状与应用前景硅基太阳电池是目前使用最多的太阳能电池，其可以将太阳光转化为直流电能，被广泛应用于太阳能供电系统、通讯设备、农业、交通、航空等各个领域。
随着科技的不断进步，世界各地的科学家们已经致力于硅基太阳电池的研究，并不断推动着其技术的发展。
目前，硅基太阳电池领域的研究方向主要包括了提升光电转换效率、优化电池结构及降低成本等三个方向。
其中，提升光电转换效率是近年来其研究的重点之一。
由于太阳能电池的发电效率与其吸收光谱有直接关系，因此，提高硅基太阳电池的效率，在其光谱吸收范围内匹配尽可能多的太阳光，便成为了当今研究的热点。
目前，研究者们通过掺杂、多层化等方式，不断优化硅基太阳电池的光电学性能，以实现更高效率的能量转化。
优化电池结构也是当前研究的一大方向。
其主要针对太阳能电池的结构优化，提高硅基太阳电池的光吸收能力，减少电池内部反射等问题。
近年来，科学家们在硅基太阳电池的表面设计上进行了不断的尝试，并有所取得进展。
例如，增加反射镜、纳米结构都能够为硅基太阳电池的性能提升做出贡献。
在此基础上，降低硅基太阳电池的成本也成为了一个重要研究方向。
现在，科学家们正在不断开发新材料和新模型，以期能够在制造上降低成本。
其中，目前最为热门的是纳米材料。
纳米材料具有温度性质稳定、物理化学性质优异等特点，在硅基太阳电池上的应用前景十分广阔。
在科技不断进步的当下，硅基太阳电池的应用前景非常广阔。
它不仅可以为现在的太阳能市场创造更广泛的应用前景，还可以为未来的绿色能源市场提供更多的新型太阳电池。
随着技术的不断进步，硅基太阳电池的发展前景将变得越来越广泛，成为绿色能源市场的重要组成部分，并为全球绿色可持续发展贡献力量。
总之，当前硅基太阳电池的研究方向主要集中在提升光电转换效率、优化电池结构及降低成本三个方面。
在科学家们不断的努力下，硅基太阳电池的性能将会越来越好，应用场景将会更加广泛，成为未来可持续发展的重要组成部分。
薄膜太阳能电池的归纳总结
薄膜太阳能电池的归纳总结薄膜太阳能电池是一种新型的太阳能转换设备，其独特的结构与材料使得其在太阳能领域有着广泛的应用前景。
本文将对薄膜太阳能电池的原理、发展历程、优缺点以及应用领域进行归纳总结。
一、薄膜太阳能电池的原理薄膜太阳能电池是通过几个薄膜层之间的相互作用和能量转换来实现太阳能的转化过程。
它主要由包括透明导电层、n型半导体层、p型半导体层、反射层和背接触层等多个功能层组成。
光线首先穿过透明导电层进入电池，经过吸收层后，光能被转化为电能，并通过导电层输出。
二、薄膜太阳能电池的发展历程薄膜太阳能电池起源于20世纪80年代初，当时主要使用硅薄膜材料。
随着技术的发展，航空航天领域对薄膜太阳能电池的需求促进了其进一步研究与创新。
近年来，薄膜太阳能电池的发展经历了无机材料、有机材料、无机-有机混合材料等多个阶段，并在效率、稳定性和成本方面取得了长足的进步。
三、薄膜太阳能电池的优缺点1. 优点：a. 薄膜太阳能电池相比传统硅晶体太阳能电池更轻薄、柔软，适应于更多的应用场景，如建筑外墙、柔性设备等。
b. 制造过程简单，不需要高温高压的工艺条件，成本较低。
c. 在低光照条件下仍能产生电能，具备良好的低光响应性能。
2. 缺点：a. 效率较传统硅晶体太阳能电池低，尚需要进一步提升。
b. 光电转换过程中存在能量损失，影响系统整体效率。
c. 长期使用中薄膜太阳能电池可能受到环境因素的影响，稳定性有待提升。
四、薄膜太阳能电池的应用领域1. 太阳能建筑集成：薄膜太阳能电池适用于建筑外墙、屋顶、窗户等各种形状的建筑表面，能够与建筑完美融合，实现建筑与能源的高效利用。
2. 移动设备应用：由于薄膜太阳能电池的轻薄柔软特性，使其成为移动设备（如手机、平板电脑、手表等）的理想充电装置，提供便携式、可持续的能源供应。
3. 太阳能汽车：将薄膜太阳能电池应用于汽车车顶、车窗等部位，可实现汽车自身充电，降低能源消耗，为电动汽车提供可持续的动力。
薄膜太阳能电池的研究现状与分析
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薄膜硅太阳能电池的研究状况一引言在全球气候变暖、人类生态环境恶化、常规能源短缺并造成环境污染的形势下，可持续发展战略普遍被世界各国接受。
光伏能源以其具有充分的清洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性和充足性、长寿命以及免维护性等其它常规能源所不具备的优点，被认为是二十一世纪最重要的新能源。
当前基于单晶硅或者多晶硅硅片的晶体硅电池组件市场占有率高达90%，但是，晶体硅电池本身生产成本较高，组件价格居高不下，这为薄膜硅太阳能电池的发展创造了机遇。
薄膜硅太阳能电池的厚度一般在几个微米，相对于厚度为200微米左右的晶体硅电池来说大大节省了原材料，而且薄膜硅太阳能电池的制程相对简单，成本较为低廉，因此在过去的几年里薄膜硅太阳能电池产业发展迅猛。
但是当前大规模产业化的薄膜硅太阳能电池转换效率只有5%-7%，是晶体硅太阳能电池组件的一半左右，这在一定程度上限制了它的应用范围，也增加了光伏系统的成本。
为了最终实现光伏发电的平价上网，必须进一步降低薄膜硅太阳能电池的生产成本，因此必须对薄膜硅太阳能电池开展持续的研究，利用新的技术与工艺降低薄膜硅太阳能电池的成本。
本文着重从提高薄膜硅太阳能电池的转换效率方面介绍当前薄膜硅太阳能电池的研究现状。
二、提高薄膜硅太阳能电池效率的措施提高薄膜硅太阳能电池效率的途径包括：提高进入电池的入射光量；拓宽电池对太阳光谱的响应范围；提高电池的开压尤其是微晶硅薄膜太阳能电池（μc-Si）的开压；抑制非晶硅薄膜太阳能电池（a-Si）的光致衰退效应等。
我们将从这几个方面介绍提高薄膜硅电池效率的方法。
（一）提高薄膜硅太阳能电池对光的吸收对于单结薄膜硅太阳能电池，提高其对光的吸收将提高电池的电流密度，对电池效率将产生直接的影响。
Berginski等人通过实验结合模拟给出了提高电池对光的吸收途径，如图1所示：可以看出薄膜硅电池的前电极对光的吸收、折射率的错误匹配、窗口层对光的吸收、背反电极吸收损失以及玻璃反射都会减少电池对光的吸收，因此提高电池的光吸收可从这几个方面着手。
1．前透明导电氧化物薄膜（TCO）的研究2．当前采用具有一定绒度的TCO薄膜是提高薄膜硅太阳能电池效率的有效途径，这是因为入射光线在TCO绒面或背反射电极处被散射，由于散射光在薄膜中具有更长的光程，因此被吸收的几率更大。
目前大规模商业化的TCO是使用常压化学气相沉积掺氟的S nO2（FTO）。
Oerlikon公司采用低压化学气相沉积（LPCVD）掺硼的ZnO，由于制备的TCO表面具有一定的绒度，可直接用在电池上。
Meier 等人通过优化LPCVD沉积工艺参数获得的ZnO:B整体性能优于FTO ，在此基础上获得单结非晶硅薄膜太阳能电池的稳定效率达到9.1%。
但是目前国际上研究的热点是利用磁控溅射技术沉积掺Al 的ZnO（AZO），由于AZO薄膜的主体Zn、A1在自然界中的储量丰富，生产成本低，具有价格优势；而且AZO具有FTO薄膜无法相比的优越性：无毒、氢等离子中的稳定性高、制备技术简单、易于实现掺杂等；最重要的是AZO在光、电特性方面可满足当今商用FTO薄膜的一切指标。
使用溅射技术沉积的AZO表面光滑，但是通过稀HC l溶液腐蚀后可获得具有优异陷光能力的表面。
图2为典型的在AZO织构表面与光滑表面上获得的电池量子效率图，可看到在织构的表面上将获得更大的电流密度。
图3为使用三种制备TCO技术获得的TCO表面形貌图。
目前大面积溅射AZO还处于研发阶段，主要的研究方向是提高大面积溅射的均匀性与提高靶材的利用率。
2001年，Mu ller等人在AZO上获得了a-Si电池的初始转换效率为9.2%（32×40 cm2）；2003年M uller等人获得a-Si电池的初始转换效率为9.2%（60×100 cm2）。
在a-Si/μc-Si叠层电池的方面，2001年，O.Kluth等制备电池的初始转换效率为12.1%（1cm2）；2004年，Hüpkes等制备电池的初始转换效率为9.7%（64cm2）；2008年，Tohsophon等制备的电池在不同面积下的转换效率分别为10.7%（64cm2）和9.6%（26×26cm2）。
随着大面积溅射AZO技术的成熟，未来将会在薄膜硅太阳能电池中占有一席之地。
3．4．图2 在光滑与织构的AZO表面上沉积a-Si电池获得的量子效率比较5．6．图3 采用不同沉积技术获得TCO表面形貌图7．2．减反层的研究8．由于光会在两层不同的介质处发生反射，两介质折射率相差越大，反射也越大。
在sup erstrate型薄膜硅电池中，TCO的折射率（n～1.9）与硅薄膜的折射率（n～3.4）相差很大，在界面处会有超过10%的光被反射，为了减弱界面处光的反射，可以在TCO与硅材料中间引入一层处于中间折射率（n～2.5）的透明导电介质来减弱光的反射。
T.M atsui使用溅射TiO2作为减反层提高了单结a-Si与μc-Si的量子效率，但是由于TiO2在氢等离子的环境下容易被还原，通过在TiO2的表面沉积一层10nm左右的ZnO来保护TiO2，两类电池都获得了更优的量子效率，如图4与图5所示。
Das等人在多结a-S i叠层电池中使用TiO2减反层提高了电池的短路电流密度，在a-Si/μc-Si叠层电池中结合TiO2减反层与SiOx中间层技术提高了顶电池的电流密度，同时减弱了底电池电流密度的损失，提高了顶电池与底电池的电流匹配。
9．10．图4. 标准电池与减反层电池的结构；（A）：一般电池结构，（B）：带有Ti O2减反层的电池结构，（C）带有TiO2-ZnO的电池结构示意图11．12．图5. 上图4中三种结构的µc-Si电池的量子效率图比较13．3．窗口层的研究14．在薄膜硅太阳能电池中，p型和n型的掺杂层被称为“死区”，对光生电流没有贡献，为了提高电池的效率，应尽量降低掺杂层中的光吸收。
除了使掺杂层的厚度尽可能降低外，研究人员常使用宽带隙材料作为窗口层来减少光的吸收。
1981年，Tawa da等使用a-SiC:H作为a-Si电池的窗口层实现电池的转化效率为7.1%。
p型a-SiC:H的光学带隙大约为2.0eV，具有优良的导电性能与透光率，常用做a-Si薄膜电池的窗口层。
Barua等人在a-Si电池中使用p型a-SiO:H作为窗口层也获得较好的电池效率。
由于微晶硅比非晶硅易实现掺杂，p型的微晶硅薄膜具有高的电导率，同时对可见光的吸收系数远小于非晶硅的，被Hattori、Fujikake等人用做a-Si电池的窗口层。
在µc-Si薄膜太阳能电池中，本征层对窗口层材料的表面性质比较敏感，直接使用a-SiC:H和a-Si O:H作为微晶硅电池的窗口层会导致本征层中有较厚的非晶孵化层。
S.Klein、Huang 等人使用热丝化学气相沉积技术在低温下制备了高电导、高透过率的c-SiC:H材料，霍尔系数测量发现c-SiC:H材料显n型。
Huang等人使用c-SiC:H作为窗口层制备了从n面入射的n-i-p型微晶硅薄膜太阳能电池，获得了26.7mA/cm2的高短路电流与9.2%的电池效率，Huang认为高电导、高透过率的窗口层与本征层中高的空穴迁移率是影响电池性能的关键因素。
图6为c-SiC:H的吸收系数，可以看到在高能端，c-SiC:H的吸收系数远小于n型微晶硅和非晶硅的吸收系数。
15．16．图7 p-i-n结构的a-Si/a-Si叠层电池与a-Si/mc-Si叠层电池的光谱响应图17．（三）微晶硅电池开路电压的研究18．开路电压（VOC）是影响太阳能电池转换效率的重要因素，载流子的体内复合与界面复合会减小VOC，同时VOC又会影响光生载流子在电池体内与界面处的复合强度。
在a-Si/mc-Si叠层电池中，由于底电池微晶硅的VOC（500～550mV）小于顶电池非晶硅电池的VOC（800～900mV），因此，提高底电池的开压可提高整个叠层电池的转换效率。
上世纪90年代研究人员多集中使用高于80%晶化率的微晶硅材料作为吸收层，电池的开压在400mV左右。
2000年，Vetterl等人把微晶硅的晶化率降到60%后，使微晶硅薄膜太阳能电池的VOC提升到520mV，Vetterl认为材料处于有微晶到非晶的相变区域可获得高的VOC。
2002年，S.Klein使用热丝化学气相沉积（HWCVD）制备了位于相变区域的微晶硅电池，VOC接近600mV，电池的效率为9.0%。
2010年，Mai在VHF中使用HWCVD处理p/i界面技术，使电池的开压普遍提高20-30mV左右，达到570mV左右，电池的效率为10.3%，Mai认为在HWCVD中不产生离子轰击，改善了p/i界面特性，降低了界面复合。
van den Donker等人在PECVD沉积中通过控制硅烷的back diffusion，使用纯硅烷沉积获得了560mV的VOC，效率为9.5%的微晶硅电池。
2006年，G.Yue等人通过在VHF中调制氢稀释度技术控制微晶硅生长方向的均匀性，获得了570mV左右的VOC。
2007年，van den Donker等人通过结合HWCVD 处理p/i界面技术与硅烷调制技术，在PECVD沉积中获得了603ｍＶ的VOC，电池的效率为9.8%，由于本征层的晶化率只有32%，使本征层非晶成分增多，电流密度降到22mA/cm2。
目前虽然微晶硅电池的开压已经达到600mV，但是与单晶硅电池的706m V的开压与多晶硅664mV的开压相比还有提升的空间。
19．（四）中间层技术的研究20．目前研究人员在抑制a-Si电池衰退方面的主要研究成果是：采用织构的TCO 技术，增加a-Si电池的光吸收，降低非晶层的厚度；采用氢稀释与窗口层技术，提高a-Si的稳定性与效率；采用叠层技术，减小非晶硅顶电池的厚度；采用中间层技术，提高顶电池与低电池的电流匹配。
目前前三项技术已经在产业化中使用，而中间层技术尚处于实验室研究阶段，但是中间层技术可有效地解决a-Si/mc-Si叠层电池中所遇到的困难。
由于为了提高a-Si/mc-Si叠层电池的稳定性，应尽可能减小非晶硅顶电池的厚度，但是这容易造成顶电池的电流密度降低，影响顶电池与底电池的电流匹配。
1 996年，IMT研究组提出在顶电池与底电池之间引入一层透明导电膜，例如ZnO，由于ZnO的折射率与硅层材料折射率的相差较大，这个透明导电层可以将短波光线发射回顶电池，提高顶电池的输出电流，同时透过长波光，保证底电池光吸收，如图8所示。
Yamamoto 等人使用溅射ZnO作为a-Si/mc-Si中间层技术，获得了14.7%的初始转换效率；Fukuda等人在a-Si/a-SiGe/mc-Si三结叠层电池中采用了中间层技术，获得了15.0%的初始转换效率。