薄膜太阳能电池窗口层材料的应用与发展
薄膜太阳能电池窗口层材料的应用与发展
科技 圈向导
２１年第 １期 ０１ ２
薄膜太阳能 电池窗 口层材料的应用与发展
俞 秋 蒙 （ 福州大学物信学院 福建 福州 ３ ０ ０ ） ５ ０ ０
【 摘 要】 在研究能源发展 及其相 关技 术பைடு நூலகம் 步的基础上 ， 究了太 阳能电池的发展 现状 ， 笔者工作 经验 仔 细分析 了影响 太阳能 电池转 研 结合 换效率 的因素 以及 窗 口层材料在太 阳电池 中的作 用， 究 了 Ｚ Ｓ 研 ｎ 材料在 太阳能电池窗 口层 中的重要作 用 建议 各研 究者致 力于 Ｓ薄膜的研 究 ， 中国能源的发展做 出应有的贡献。 为
４薄膜太阳能电池窗口层材料 的发展 ．
将 高质量 Ｔ ０薄膜材料作 为太 阳电池窗 Ｖ层 ．它和吸收层材料 ｎ Ｉ 起， 构成了异质结 的同时 ， 在一定程 度上有效减少 电池层 各层之间 的短路 ， 同时极大的提高材料的光电转换效率。 对于薄膜太 阳能 电池 ． 各种短路效 应都将造成光 电转换能量损失 以及效率 的降低 我们知 道 ， 的短路 有两种 ： 常见 吸收层 ＣＧ 和前 电极 间的短路 、 电极间 ＩＳ 前后 的短路 。提 高质 量 的 Ｚ Ｓ ｎ 薄膜可以避免这 两种短路现象 ． 这就 要求 ｚｓ ｎ 薄膜具有较高 电阻和颗粒均匀致密的表面特性 ＺＳ ｎ 薄膜 以其应用广泛 、 性能多 样和价格低 廉等优势 ． 是一种 在 高新技术领域及广 阔的军事和 民用领域具有很 大的很大发展潜力 的 薄膜材料 概括起 来其应 用主要有 以下几点：
， ．
【 关键词 】 阳能电池； 口层材料： 用与发展 太 窗 应 ０引言 ． 况下 ， 串联 电阻主要来源于薄扩散层 Ｎ结收集 的电流需要经过表面 Ｐ 随着人类社会 的不断发展 ， 石油 、 煤炭 、 天然气等不 可再生资源 日 薄层 ， 然后流人最靠近的金属导线 ． 明显知道 ， 过密 布金属线的数 很 通 益减少 ， 同时对这些不可再生资源 的大量使用会对环境产 生极 大的污 量可以减少串联电阻 染， 因此各个 国家在保持天然气 、 石油 、 煤炭等工业 的可持续发展 的同 ２ 金属栅和光反射 ． ７ 时， 极度 重视可替代能源和可再生 能源 的开发 和研究Ⅲ 预计 到 ２２ ０５ 阳光是不能穿透 安装在前表 面上的金属栅线 的。为 了使 电流最 年， 光伏发 电在世界各 国总发电量 中将 占到 ６ ２ ％＿ ％一 １ 引 。近些年来 ． 大 ， 国 金属栅 占有 的面积应该设置为最小 。 了使电阻变小 ． 为 通常情况下 际光伏发 电发展 极为迅速 。 国 、 美 欧洲 和 日本等发达 国家 都制定 了极 是将 金属栅做成又密又细 的形状 其巨大 、 极其精 致的光伏发 电发 展计划 ． 国际光伏市场开始 由特殊应 太 阳光存在反射现象 ， 不是所有的光线都能进入材料 中 资料显 用、 边远农村向建筑和并网发 电结合供 电的方 向发展 ． 同时 ． 光伏发 电 示 ， ｓ表 面的反 射率 ４ ％， 裸 ｉ ２ 这样 的话 ， 可以使用减反射膜 ． 从而降低 也从补充能源向替代能源过渡 材料 的反射 率。对那些垂直投射到太阳能电池上单波长的光 ． 用某种 厚度 为 １ 波长的涂层就能够使得反射率变 为零 对于太 阳光而言 ． ／ ４ １ 阳能 电池 概 况 ． 太 太阳能光伏 发电的基 础和核 心是太 阳能 电池 ． 阳能光伏发 电利 采用 多层涂层便可 以取得较好的效果 太
薄膜技术的发展和应用
薄膜技术的发展和应用随着科技的不断进步，薄膜技术也得到了广泛应用和发展。
本文将就薄膜技术的发展和应用进行介绍。
一、薄膜技术的定义和分类薄膜技术是指将材料以极薄的层数覆盖在基材表面上的技术。
薄膜技术因其独特的性质，在电子、医疗、能源、光电和材料领域都有广泛的应用。
薄膜技术按照制备工艺可分为物理气相沉积法、化学气相沉积法、溅射法、离子束沉积法和溶液法等。
其中，物理气相沉积法和化学气相沉积法是基于气相反应制备薄膜，而溅射法和离子束沉积法则是基于固态反应制备薄膜。
二、薄膜技术的应用1、电子领域薄膜技术在电子领域有着广泛的应用，如显示器件中的膜电极和透光薄膜，硅上集成电路中的金属线薄膜和凸点薄膜，以及太阳能电池中的透明导电膜等。
通过不同种类的薄膜组合，可以制造出光电显示器件、光二极管、半导体器件等。
2、医疗领域薄膜技术在医疗领域也有广泛的应用，如人造器官表面的生物相容性薄膜、药物释放薄膜、医用传感器薄膜、隔离膜和过滤膜等。
这些薄膜可以帮助医学界实现更好的医学检测和治疗。
3、能源领域薄膜技术在能源领域也发挥了重要的作用，如太阳能电池和燃料电池中的薄膜。
通过合适的制备工艺可以制造出透明导电膜、锂离子电池隔膜、固体氧化物燃料电池氧离子传输膜等薄膜材料。
4、光电领域光电领域是薄膜技术应用较早的领域之一，尤其是光学涂层和抗反射膜方面的应用。
薄膜技术不仅可以增强光学元件的透过率和强度，还可以制造仿生光学器件等。
5、材料领域薄膜技术还可以制造出纳米微观结构，实现材料性质的精细控制，如金属膜的纳米微结构、高分子复合薄膜、磁性薄膜等，这些材料在生产制造、传感器等领域有广泛的应用。
三、薄膜技术未来的发展趋势随着技术的不断更新，薄膜技术也在不断地发展和创新。
未来薄膜技术的发展趋势将主要集中在以下几个方面：1、多层薄膜技术的发展多层薄膜技术是目前的一个研究热点，它可以实现对于薄膜性质的控制和变化。
通过不同比例的堆叠和改变各种材料的结构和性质，可以制备出更加精细的薄膜材料。
薄膜材料在光电器件中的应用与优化
薄膜材料在光电器件中的应用与优化随着科技的不断进步，光电器件作为新型能源和信息领域的关键组成部分，越来越受到人们的重视。
而薄膜材料作为光电器件的重要组成部分，具有独特的优势和广阔的应用前景。
本文将着重探讨薄膜材料在光电器件中的应用以及如何进一步优化这些材料。
首先，让我们来了解一下什么是薄膜材料。
薄膜材料是指具有一定厚度的材料，通常在纳米尺度。
与普通材料相比，薄膜材料的特点是具有较高的比表面积和较小的体积。
这使得薄膜材料在光电器件中具有重要的应用潜力。
例如，薄膜太阳能电池能够将光能有效转化为电能，其核心就是利用了薄膜材料的高比表面积来增加光吸收效率。
薄膜材料的应用不仅局限于太阳能电池。
在光电器件中，薄膜材料还广泛应用于光传感器、显示器件、LED等。
例如，薄膜材料在光传感器中起到了光电转换的作用，能够将光信号转化为电信号，从而实现对光信号的测量和检测。
在显示器件中，薄膜材料的高透明性和导电性使其成为液晶显示器、有机发光二极管（OLED）等的理想材料。
然而，薄膜材料在光电器件中的应用还面临一些挑战。
首先是材料选择和设计的问题。
不同的光电器件对薄膜材料的要求不同，需要根据具体应用场景来选择和设计合适的材料。
例如，在太阳能电池中，需要选择具有较高吸收系数和光电转换效率的材料，同时要考虑成本和稳定性等因素。
其次是薄膜材料的制备和处理问题。
薄膜材料在制备过程中需要控制合适的厚度和结构，同时要考虑材料的稳定性和一致性。
此外，薄膜材料的界面问题也是一个重要的挑战，因为薄膜材料往往需要与其他材料相互作用以实现光电转换功能。
为了进一步优化薄膜材料在光电器件中的应用效果，人们提出了许多方法和策略。
其中一个重要的方法是通过合理的控制材料结构和界面优化来提高光电器件的性能。
例如，通过调控薄膜材料的晶体结构、形貌和厚度等参数，可以改善光吸收和光电转换效率。
此外，通过界面工程技术，可以调控薄膜材料与其他材料的相互作用，提高光电转换效率和稳定性。
薄膜电池技术的应用与发展
薄膜电池技术的应用与发展薄膜电池技术是一种以薄膜材料作为电池的正负极材料，通过电极材料和电解质材料的选择，使得电子和离子在薄膜电池中进行交换，从而产生电能。
这种电池技术具有体积小、重量轻、灵活性强和安全性高等优点，因此在智能穿戴、移动设备、家居电器、医疗设备、无人机和电动汽车等领域得到广泛应用。
本文将对薄膜电池技术的应用和发展进行介绍和分析。
一、薄膜电池的种类和性能目前，常见的薄膜电池种类有聚合物电解质锂离子电池（PPEL）、柔性薄膜燃料电池（FFC）、有机无机杂化钙钛矿太阳能电池（PSC）、有机太阳能电池（OSC）等。
这些电池种类在电化学性能、能量密度、功率密度、电化学稳定性和安全性等方面都有所不同。
聚合物电解质锂离子电池是一种以聚合物为电解质的锂离子电池，具有体积小、重量轻、灵活性强和安全性高等特点，因此适用于智能穿戴、移动设备和家居电器等领域，但其能量密度相对较低，通常为100-200Wh/kg。
柔性薄膜燃料电池是一种以氢气或甲醇等为燃料的电池，具有能量密度高、长时间工作和环保等特点，因此适用于无人机、电动汽车等领域，但其成本和体积较大，不适用于小型设备。
钙钛矿太阳能电池是一种基于钙钛矿材料的太阳能电池，具有高效率、低成本和环保等特点，因此适用于太阳能电站等领域，但其稳定性和寿命有待提高。
有机太阳能电池是一种以有机半导体为光电转换材料的太阳能电池，具有制备简单、成本低、重量轻等特点，但其能量转换效率相对较低和稳定性较差，需要进一步研究和改进。
二、薄膜电池技术的应用1. 智能穿戴薄膜电池技术的体积小、重量轻和灵活性强，使其适用于智能穿戴领域。
例如，智能手表、智能眼镜、智能耳机等智能穿戴设备需要小巧轻便的电源支持其运行。
目前，聚合物电解质锂离子电池在智能穿戴设备中得到广泛应用，如苹果手表、华为手表等。
2. 移动设备薄膜电池技术的体积小、重量轻和灵活性强，也使其适用于移动设备领域。
例如，智能手机、平板电脑等小型移动设备需要可弯曲、可折叠的电池以适应不同的设计需求。
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。
薄膜材料的应用及进展
薄膜材料的应用及进展薄膜材料是在一定的加工工艺下制成的厚度小于1毫米的材料。
随着科学技术的不断发展，薄膜材料已经被广泛应用于各个领域。
本文将从应用和进展两个方面介绍薄膜材料的发展现状。
一、应用：1、太阳能电池板：薄膜材料的应用最为突出的便是太阳能电池板。
通过采用热蒸发、电子束蒸发、溅射等技术，在底片上制成彩色薄膜太阳能电池板。
此外，薄膜太阳能电池板具有高效率、轻质化以及柔性等优点，成为新一代太阳能电池板的主要研究方向。
2、面板显示技术：另外，薄膜材料在面板显示技术中也有着广泛的应用，包括LED电视机、手机屏幕等。
甚至在手机屏幕领域，柔性薄膜技术也已经被开发出来，为顾客的应用带来更舒适的体验。
3、储能电池：在储能电池方面，薄膜材料也起到了重要的作用。
采用薄膜材料制成的锂离子电池，相比传统电池，具有更高的能量密度、更佳的稳定性和安全性，因此在大型储能设备、节能照明灯具、电动汽车等领域具有可观的市场前景。
4、靶材和涂层材料：此外，薄膜材料还在很多高科技领域中被用到。
比如在半导体行业，薄膜材料作为靶材和涂层材料，被广泛应用于制作金属薄膜、光学薄膜等，以满足集成电路和显示器等领域的制造需求。
二、进展：1、制备工艺的发展：为了应对不同的应用需求，薄膜材料的制备工艺也在不断优化和改进。
例如，采用热蒸发法制备太阳能电池板，可以提高太阳能电池板的转化效率；采用电镀法和溶胶凝胶法制备锂离子电池，可以提高锂离子电池的功率密度和循环寿命等。
2、薄膜材料的多元化：当前，一些新型薄膜材料正在被研究和开发，以满足更多领域的需求，比如大规模、高功率电池。
石墨烯和二硫化钼等材料的薄膜化制备技术也正在逐渐成熟。
3、柔性薄膜的研究与应用：柔性薄膜技术是近年来比较热门的研究方向，柔性薄膜的应用具有颠覆性的革新意义。
柔性薄膜材料在可穿戴电子设备、可折叠电视，以及挤压式传感器等领域具有广泛的应用前景。
总之，薄膜材料的应用和研究进展表明了其在很多领域中的重要作用。
非晶硅及薄膜太阳能电池技术的发展与应用
非晶硅及薄膜太阳能电池技术的发展与应用随着环保意识的不断提高和能源危机的日益加剧，太阳能电池作为一种清洁、可再生的能源，逐渐成为了世界各国节能减排和发展可再生能源的重要选择。
而在众多太阳能电池技术中，非晶硅和薄膜太阳能电池技术因其高效、轻薄、柔性等优点，受到了越来越多的关注。
本文将探讨非晶硅及薄膜太阳能电池技术的发展历程、特点以及应用前景。
一、非晶硅太阳能电池技术的起源和发展非晶硅太阳能电池是一种利用非结晶硅（a-Si）薄膜作为光电转化层制成的新型太阳能电池。
20世纪70年代初期，斯坦福大学的英国物理学家David Adler和John W. Coburn等人，在研究等离子体物理学时，偶尔发现了a-Si材料的非晶性质和光电特性，进而发展出了非晶硅太阳能电池。
相较于传统的晶硅太阳能电池，非晶硅太阳能电池具有以下几个突出优点：1.高效：非晶硅太阳能电池的光电转换效率高，可以达到10%以上。
2.轻薄：由于非晶硅材料具有较小的晶粒大小和结构不规则，因此可以制备出非常薄的电池层，使得整个太阳能电池组件变得轻薄、灵活，便于安装和使用。
3.低成本：非晶硅太阳能电池具有制备工艺简单、原材料价格低廉的特点，因此制造成本相对于晶硅太阳能电池较低。
4.半透明：非晶硅太阳能电池可制成半透明的电池层，可以用于建筑物的幕墙、采光、遮阳等场合。
二、薄膜太阳能电池技术的发展历程和优势薄膜太阳能电池技术是指将各种材料的薄膜制成太阳能电池的光电转化层，其中包括非晶硅、铜铟镓硫（CIGS）、铜铟镓铝硫（CIGAS）等多种材料。
相比非晶硅太阳能电池，薄膜太阳能电池材料的选择更加广泛，也因此有更大的发展前景。
早在20世纪50年代，人们就开始了对于薄膜太阳能电池的研究。
当时使用的材料主要是半导体材料，但是效率较低，仅能达到不到1%。
1983年，美国联邦航空局研制出了铜铟镓硫（CIGS）薄膜太阳能电池，并在1991年实现了15.9%的能量转化效率，创造出了当时太阳能电池记录，这一技术因其高效、柔性等特点，受到了世界各国的瞩目。
光学薄膜在太阳能电池上的应用
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减反射薄膜的发展
人类为了更好的利用光，经过了许多探索。薄膜的一些奇 异性质最先引起人们的注意，但是即使是单层膜的应用也 历尽艰辛。
早在1817年夫琅和裴便已制成了世界上第一批单层减反射 膜。1866年瑞利报告说，年久失泽的玻璃的反光比新鲜玻 璃的反光弱;但瑞利的发现在当时由于没有实际需要，并 未引起人们的重视。直到最后，大气腐蚀失泽的一批透镜 被光学零件制造师—泰勒偶然发现后，他才致力于用腐蚀 法使玻璃表面人工失泽，以降低折射界面的讨厌的反射。
2020/12/14
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太阳的光谱与太阳能电池
太阳辐射的波长范围:紫外光区(7%)红外光区(43%)和可见 光区(50%) 硅在红外波段透过率很高,但对红外波段太阳辐射能的利 用很少;红外光的热效应会降低电池的太阳能转换效率和 使用寿命 紫外波段光对电池板胶合材料(EVA)有老化作用 400~800nm范围实现减反射,对紫外光(λ<400nm)有较强的 吸收;对红外光(λ>800nm)的透过率有较大抑制
2020/12/14
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太阳能电池的分类
硅基太阳能电池(单晶/多晶/非晶)(24.7%) 化合物太阳能电池(砷化镓/硫化镉/碲化镉/铜铟硒等) 有机薄膜太阳能电池 (酞青类化合物/导电聚合物等) 纳米薄膜太阳能电池(纳米TiO2)
2020/12/14
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各种太阳能电池所占比例
2020/12/14
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如何减少硅太阳能电池表面反射率
二十世纪三十年代中期才应该认为是薄膜在光学上加以应 用的真正开端。
2020/12/14
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单层减反射薄膜的原理
结构最简单的减反射膜是单层膜。图1所示 为单层减反射薄膜的矢量图。
2020/12/14
ZnSe薄膜用作太阳电池窗口层及其简介
刘晓兰
ZnSe性质简介 ZnSe薄膜的相关文献报道 脉冲激光沉积法制备ZnSe薄膜
ZnSe是Ⅱ-Ⅵ族直接带隙宽禁带半导体，室温下 为闪锌矿结构，高温下为六方纤锌矿结构。禁带 宽度为2.7eV,具有较宽的透光范围(0.5-2ห้องสมุดไป่ตู้μ m）， 较高的发光效率和较低的吸收系数，可以允许更 多的光透过而不被吸收。ZnSe在湿空气中易被氧 化。
之前有相关文献用脉冲激光沉积研究了在不同的N2背景压强下， 在光滑的GaAs衬底上沉积ZnSe纳米薄膜，并表征不同的背景 气体压强对ZnSe薄膜的形貌和晶体结构的影响。但是掺N的 ZnSe薄膜并没有像预期的那样：实现P型导电对ZnSe薄膜进行 退火实验，同样没有改变ZnSe薄膜的导电性能。关于掺杂N对 ZnSe薄膜导电性能的影响，还需要做更多的探索。
不同溅射功率下沉积的ZnSe薄膜的透过谱
不同溅射功率下沉积的ZnSe薄膜的Tauc曲线
三、通常制备所得的ZnSe薄膜表面粗糙度较高，且
晶粒尺寸较小，在后续生长CdTe吸收层后，会导致 与CdTe层较差的匹配，从而影响器件的性能。对制 备的ZnSe薄膜进行退火处理，退火过程中ZnSe发生 重结晶过程，优化晶体结构，提升薄膜结晶性。
以下简述采用化学浴沉积法制备的ZnSe在空气中不 同温度下退火后的结果
不同退火 温度下 ZnSe薄膜 的SEM图
不同退火温度下ZnSe薄膜的光透过和光能隙
刚沉积的和373K退火后的ZnSe薄膜的能 隙值比理论能隙值（2.7eV）大
脉冲激光沉积法制备ZnSe薄膜
脉冲激光沉积技术是目前最有前途的制膜技术，与其它制 备薄膜的方法相比，脉冲激光沉积技术有以下优点： 容易获得期望化学计量的多组分薄膜，即对多组分复 合材料可进行全等同镀膜，其性能比得上分子束外延技术； 衬底温度要求低； 反应迅速，生长快，定向性强，能实现微区沉积； 易于制备多层膜和异质膜，特别是对于制备多元半导 体的异质结，只需通过简单的换靶即可原位沉积多层结构 薄膜材料，如超晶格材料。
薄膜技术在太阳能电池中的应用
薄膜技术在太阳能电池中的应用一、前言随着社会于科学技术的飞速发展，新能源也成为了一个备受瞩目的领域。
太阳能作为一种绿色能源，因其不污染环境、永不耗尽等优点而被广泛应用。
而在太阳能的应用中，薄膜技术的影响也是不可忽略的。
本文将从薄膜技术的介绍、太阳能电池薄膜的种类、不同薄膜对太阳能电池的影响以及薄膜技术的未来发展等方面阐述薄膜技术在太阳能电池中的应用。
二、薄膜技术介绍薄膜技术是一种涂敷在材料表面的一层薄膜，由于其对于材料作用和物理性质的改变，被广泛应用于太阳能电池的制造。
太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，其主要由镀膜玻璃、透明导电膜、P型半导体、N型半导体、金属电极等组成，而薄膜作为该电池中的一个重要组成部分，对于电池的性能也有着非常明显的影响。
三、太阳能电池薄膜的种类太阳能电池薄膜可以大致分为以下几种：1.透明导电膜透明导电膜作为太阳能电池中的电极，要求其高透过性和低电阻性。
在此情况下，氧化铟锡(ITO)透明导电膜便成为了一种常用的膜材料。
不过因其昂贵及工艺性较差，薄膜技术学者们也在开发出了更为简单且成本更低的通量导电膜作为其替代品，如氧化锌导电膜(ZnO)、氮化硼导电膜(BN)等。
2.太阳能电池反射层太阳能电池反射层作为电池的支撑部分，其主要作用是提高电池的光吸收率。
而这一层膜材料要求高反射率、宽波长范围、化学性稳定、机械强度高等，因此，以铝(Al)、银(Ag)、钛(Ti)均可作为其反射层材料。
同时为了实现更高效率的反射层，在未来也将会采用纳米材料结构或多层结构的方法，升级太阳能的性能及效率。
3.太阳能电池中的缓冲层太阳能电池中的缓冲层主要作用是连接P型半导体层及N型半导体层，避免由于能带不匹配造成的光流不畅，导致最终电池的效率大大降低。
同时，缓冲层还能起到保护电池、减少薄膜应力等作用。
在这一膜层的材料选用中，目前较为主流的选择是CIGS 薄膜材料及CdS薄膜材料等。
4.太阳能电池中的保护层太阳能电池中的保护层主要任务是保护电池免受环境因素的侵蚀和破坏。
CIGS薄膜太阳能电池简要介绍和发展现状
结构特点及优势
01
结构特点
02
CIGS薄膜太阳能电池通常由多层薄膜组成，包括前电极、窗 口层、CIGS吸收层、背电极等。
03
各层之间通过物理或化学方法紧密结合，形成一个连续且稳 定的结构。
结构特点及优势
高效率
CIGS薄膜太阳能电池的转换效率 较高，目前实验室最高效率已达 到23%以上。
稳定性好
CIGS材料具有良好的化学稳定性 和热稳定性，能够在高温和恶劣 环境下保持性能稳定。
生产效率与规模
电镀法和喷涂法具有较快的沉积速率和较大的生产规模潜力，适用于大规模生产。而真 空蒸发法生产效率相对较低，更适合于小批量、高精度生产。
04
CIGS薄膜太阳能电池性能评价
光电转换效率
01
CIGS薄膜太阳能电池的光电转换 效率已达到较高水平，实验室条 件下的最高效率已超过20%。
02
通过优化材料组成、改进制备工 艺和引入新型结构等方法，CIGS 薄膜太阳能电池的光电转换效率 仍有提升空间。
喷涂法制备的薄膜质量相对较低，需要进一步优化工 艺参数和提高材料性能。
不同制备方法比较
设备成本与工艺复杂度
真空蒸发法和电镀法需要较为昂贵的设备和复杂的工艺控制，而喷涂法设备简单、成本 低廉。
薄膜质量与性能
真空蒸发法制备的薄膜质量较高，电镀法和喷涂法制备的薄膜质量相对较低，但可通过 优化工艺参数加以改善。
通过调整蒸发源的加热温度和蒸 发速率，可以精确控制薄膜的成 分和厚度。
03
设备成本高
真空蒸发法需要高真空设备和精 密的控制系统，因此设备成本较 高。
电镀法
电解液中的沉积
01
在含有CIGS离子的电解液中，通过施加电流使离子在基板上还
薄膜材料在太阳能电池中的应用
薄膜材料在太阳能电池中的应用随着环保意识不断增强和可再生能源需求的不断增加，太阳能电池逐渐成为了新能源领域的热门话题。
而在太阳能电池的制作过程中，薄膜材料的应用不仅可以提高电池的效率，还可以降低生产成本，因此备受关注。
薄膜材料是指厚度在几个纳米至几个微米不等的材料，常见的有有机玻璃、聚合物、金属和氧化物等。
在太阳能电池中，薄膜材料主要用于制造光伏材料和电极，可以降低太阳能电池的制造成本、提高电池的光电转换效率和稳定性。
以下是薄膜材料在太阳能电池中的具体应用。
一、有机太阳能电池有机太阳能电池是利用含有聚合物半导体的薄膜材料作为光敏材料，将光能转换成电能的一种设备。
相对于传统太阳能电池，有机太阳能电池具有重量轻、薄、柔性好、制造成本低等优点，因此备受研究人员的关注。
有机太阳能电池中的聚合物材料主要为聚苯乙烯（PS）和聚苯乙烯以及苯并噻吩等，这些材料均为半导体材料，能够将光子转变为电子。
在制造有机太阳能电池的过程中，聚合物材料往往需要以液态的形式喷涂在基底材料上，形成薄膜。
二、硅基薄膜太阳能电池硅基薄膜太阳能电池是在普通的硅太阳能电池的基础上，通过薄膜技术对光电转换部分进行了优化改进。
硅基太阳能电池中，薄膜经常被用作传输电子的电极材料，同时也可以用作光伏材料。
硅基薄膜太阳能电池的制造流程一般包括五个部分：先是沉积非晶硅薄膜；然后通过对电极的加工，形成阳极和阴极；再升温，形成晶体硅薄片；将硅薄片剥离成量子线；最后在硅表面蒸发透明电极材料，制成太阳能电池。
硅基薄膜太阳能电池不仅能够提高太阳能电池的效率，而且生产成本相对于传统硅太阳能电池有了大幅度的降低。
三、染料敏化太阳能电池染料敏化太阳能电池（DSSC）是一种以染料分子为光敏剂的薄膜太阳能电池。
染料敏化太阳能电池是一种全新型的太阳能电池，具有制造成本低、可制作成各种形状、柔性好等优点。
染料敏化太阳能电池中的染料往往是含有金属离子的有机材料，可以吸收太阳光中的光子并将其转化为电子。
CdTe_薄膜太阳电池及组件的产业化进展与应用方向分析
太 阳 能第07期 总第351期2023年07月No.07 Total No.351Jul., 2023SOLAR ENERGY0 引言为应对气候变化，实现能源可持续发展，全球各国相继制定碳达峰、碳中和目标(下文简称为“‘双碳’目标”)，大力推动清洁能源的发展。
太阳能作为一次能源，是清洁能源中最重要的可持续的绿色能源。
太阳辐射经过远距离的传输、大气层的反射和吸收，每秒到达地球表面的总功率约为8.5×1016 W[1]，而这一辐射能量远大于目前全球每秒能源消耗总量。
因此，如何充分有效利用太阳能对解决能源危机、环境污染及实现“双碳”目标具有重要意义。
光伏发电是通过光生伏特效应直接把光能转化成电能的技术，而太阳电池是最典型的利用太阳能的装置之一。
晶体硅太阳电池是第1代太阳电池，最早进行研究，目前在全球光伏市场中占主导地位，但其理论研究和产业化发展已到达瓶颈期。
碲化镉(CdTe)薄膜太阳电池是目前为止商业化最成功的第2代太阳电池，市场份额仅次于晶体硅太阳电池，具有巨大的产业化潜力。
本文对CdTe薄膜太阳电池的理论研究和产业化的进展与展望进行重点阐述，概括了此类太阳电池未来的研究重点，并对CdTe薄膜光伏组件在“双碳”目标下的应用情况进行分析探讨。
1 CdTe薄膜太阳电池理论研究进展及展望CdTe是Ⅱ-Ⅵ族化合物，属于直接带隙半导体材料，禁带宽度约为1.45 eV。
在标准状态(AM1.5)下其与太阳光谱非常匹配，可见光范围内的吸收系数可达到104 cm-1以上，该值为单晶硅的100倍；仅1 µm厚的CdTe就可以吸收99%以上的波长小于826 nm的可见光[2]，是制作薄膜太阳电池的最理想材料。
常见的CdTe薄膜太阳电池为上衬底结构，其结构示意图如图1所示。
图中：TCO层为透DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20220520.01 文章编号：1003-0417(2023)07-05-08CdTe薄膜太阳电池及组件的产业化进展与应用方向分析钱 双*，殷新建，陈 瑛，宋杰林(中国建材国际工程集团有限公司，上海200063)摘 要：对CdTe薄膜太阳电池的理论研究和产业化的进展与展望进行重点阐述，概括了此类太阳电池未来的研究重点，并对CdTe薄膜光伏组件在“双碳”目标下的应用情况进行分析探讨。
新型薄膜材料的研究与应用
新型薄膜材料的研究与应用一、引言随着现代科技的不断发展，新型材料的研究和应用越来越受到人们的关注。
薄膜材料作为一种新型材料，因其轻薄、柔性、透明、低成本等特点，已经被广泛应用于太阳能电池、LED显示屏、智能手机、液晶显示器等诸多领域。
本文将针对新型薄膜材料的研究现状及其在各领域中的应用进行探讨。
二、新型薄膜材料的研究1. 现阶段研究热点材料随着科技的发展，新型材料的种类也在不断增多。
目前，一些研究人员正在关注的新型薄膜材料有：2. 研究方法在新型薄膜材料的研究方面，以下是目前主要的研究方法：三、新型薄膜材料的应用1. 太阳能电池随着国际社会对环境问题越来越关注，太阳能电池作为一种新型、清洁的能源正在逐渐替代传统的化石能源。
而新型薄膜材料的低成本、轻薄等特点使得其在太阳能电池中应用得到了推广。
例如，硅基柔性薄膜太阳能电池，其厚度一般在几微米之内，与普通硅片相比，光电转换效率有所降低，但优势是轻薄、柔性，便于应用在户外设备中。
2. LED显示屏LED显示屏是目前市场上非常常见的显示器之一。
薄膜材料的柔性特点在LED显示屏中的应用尤其重要。
柔性薄膜材料可以使得LED显示器更加便携、更适合用于弯曲的表面。
同时，由于其轻薄的特点，硅基柔性薄膜材料也被广泛应用于LED封装材料中。
3. 智能手机近年来，智能手机在市场上的表现越来越注重轻薄化、便携化等特点。
而新型薄膜材料的研究应用正是促进智能手机制造商实现其需求的重要手段之一。
例如，按下手机屏幕时所触摸到的玻璃薄膜等柔性薄膜材料应用在手机中时，能够使得整个屏幕变得更加柔软，不仅可以防止碎裂，同时也能便于用户的操控。
4. 液晶显示器新型薄膜材料应用在液晶显示器中，旨在解决传统液晶显示器晶体的厚度和重量问题。
相比其它材料，薄膜材料制造的液晶显示屏能够更好的减少力度和重量，因为薄膜材料的风阻小，同时经过柔性及其弯曲处理后，具有非常出色的抗碎裂、抗压迫及抗摩擦等能力。
薄膜技术在太阳能电池中的应用
薄膜技术在太阳能电池中的应用随着现代科技的发展和能源问题的不断突出，太阳能技术逐渐成为人们关注的焦点。
而太阳能电池是太阳能应用最广泛的领域之一，规模越来越大，技术也不断进步。
其中，薄膜技术的应用给太阳能电池带来了革命性的变化。
一、薄膜技术在太阳能电池中的基本应用太阳能电池通常由多个不同的薄膜层组成，其中最常见的是硅晶太阳能电池。
硅晶太阳能电池由p型和n型硅片组成。
这两个硅片之间形成PN结，保持一定的电荷差，形成电场。
当太阳光线照到硅片上时，光子与硅片中的原子相互作用，将光子的能量转化为电能，形成电子-空穴对，进而产生电流。
由于硅晶太阳能电池体积大、成本高，而薄膜太阳能电池则具有薄、轻、柔性和低成本等优点，逐渐成为了太阳能电池的发展方向。
现在，薄膜太阳能电池已经成为太阳能电池的主流技术之一。
常见的薄膜太阳能电池有铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池、硫化镉（CdS）太阳能电池和有机太阳能电池等。
其中，CIGS技术的发展尤为迅速。
二、薄膜技术在太阳能电池中的突破薄膜太阳能电池在发展过程中面临着多种挑战，其中最大的挑战就是如何提高转换效率。
CIGS太阳能电池是目前应用最为广泛的薄膜太阳能电池之一。
CIGS太阳能电池的优点在于高效转换、低成本、轻质化和柔性化。
但是，由于其能量带隙较窄，易受到射线损伤，导致效率下降。
为了克服这一问题，科学家们不断探索新的技术，其中包括钙钛矿太阳能电池。
钙钛矿太阳能电池具有高效转换、能量带隙可调、成本低等特点，是替代CIGS太阳能电池的主要竞争者。
薄膜技术在钙钛矿太阳能电池中的应用将再次引领太阳能电池的革命。
三、薄膜技术在太阳能电池中的未来发展薄膜技术在太阳能电池中的应用是太阳能产业中必不可少的一环。
随着科技的不断进步，薄膜技术的应用将不断扩大和深化。
对于太阳能电池来说，薄膜技术将实现高效转换、成本降低和制造简便的目标。
同时，薄膜太阳能电池的柔性和轻质化特点使得其具有广泛的应用前景。
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。
薄膜太阳能电池用透明导电薄膜技术现状及发展趋势
ｃＩ 薄膜太 阳能电池商业化生产线 ， ＧＳ ２ １年 ３ ０ １ 月产 品下线 。 整体看 ， ＧＳ ｃＩ 薄
膜太 阳能 电池 产业呈现 出蓬勃 发展的 态势。０６ ２０ 年世界ＣＩ 电池组 ２ ０ 年、０ ７ ＧＳ
叠 层硅 薄 膜 ） 最高 效率 在 ｌ ．％， ， ０ ４ 相 对 于硅基或者 Ｃ ＧＳ 薄膜太 阳能 电池 ， Ｉ
至 ｌ 元／ 以下 。 由于 Ｃｄ 薄 膜 美 Ｗ 但 Ｔｅ
三 、 明 导 电 薄膜 在 薄 膜 太 阳 透
能电池中的应 用
在 太 阳能 电池 应用 中 ， 晶体 硅类 电池的 电极是焊接在硅片表面 的导线 。 对于薄膜太阳能电池 ， 电极是直接沉积 在 玻璃 上或 电池层上 的薄 膜， 图５ 如 所
Ｃｄ 薄膜 太阳能 电池在转换 效率方 Ｔｅ 面优 势不 明显 ， 预计 未来 几年 内其市 场增长相对平稳 。
硅 叠层 太 阳能 电池 技 术 有 效解 决 了 上 述 问题 ， 其吸收光谱 宽 ， 电池 性能稳
件产 能分 别为 １ ．Ｍ Ｗ、０ ５ ７５ ６ ．ＭＷ ， 在 世界光伏市场上 占据 的份额很小。 目前 全球 已有 ３ 多家公司置身于Ｃ Ｇ 薄膜 ０ ＩＳ 太 阳能电池产业 ， 随着真空技术和各种 非真空技术 的不 断突破 ， ＧＳ ＣＩ 薄膜太 阳能电池市场发展潜力和空间很大 。
定性 好 ， 被视 为实 现高 效低 成本薄 膜
太 阳能 电池 的重 要产业 化 方 向。０ ５ ２ ０
年 日本 三 菱 重 工和 钟 渊 化学 公 司 的
非晶硅 ／ 晶硅 叠层 电池组 件样 品效 微 率分 别 达 到 ｌ ．％（０ ｍ ×５ ｃ 和 １ １ ４ｃ ０ ｍ） １ ．％（１ ｍ ×４ ｃ ｏ ３５ ９ｃ ５ ｍ 日本夏普公司 ２ ０ 年 ９ 实 现非 晶 硅／ 晶硅 叠 层 ０７ 月 微 太 阳能 电池产业 化生产 （５ ｗ ， ２Ｍ 效率 ８ ％～８ ５ 。 ．％）瑞士Ｏｅｌｋ ｎ 美 国应用 ｒｉ ｏ 、 材料（ ＡＭＡＴ） 日本 爱发科（ ＶＡＣ） 、 ＵＬ 都正 积极研 发产 品级 非 晶硅 ／ 晶硅 微 电池 关键制造量产 技术 ， 预计 ２～３ 年
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。
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薄膜太阳能电池窗口层材料的应用与发展
【摘要】在研究能源发展及其相关技术进步的基础上，研究了太阳能电池的发展现状，结合笔者工作经验，仔细分析了影响太阳能电池转换效率的因素以及窗口层材料在太阳电池中的作用，研究了ZnS材料在太阳能电池窗口层中的重要作用，建议各研究者致力于nS薄膜的研究，为中国能源的发展做出应有的贡献。
【关键词】太阳能电池;窗口层材料;应用与发展
0.引言
随着人类社会的不断发展，石油、煤炭、天然气等不可再生资源日益减少，同时对这些不可再生资源的大量使用会对环境产生极大的污染，因此各个国家在保持天然气、石油、煤炭等工业的可持续发展的同时，极度重视可替代能源和可再生能源的开发和研究[1]。
预计到2025年，光伏发电在世界各国总发电量中将占到6%-21%[3]。
近些年来，国际光伏发电发展极为迅速，美国、欧洲和日本等发达国家都制定了极其巨大、极其精致的光伏发电发展计划，国际光伏市场开始由特殊应用、边远农村向建筑和并网发电结合供电的方向发展，同时，光伏发电也从补充能源向替代能源过渡。
1.太阳能电池概况
太阳能光伏发电的基础和核心是太阳能电池，太阳能光伏发电利用光生伏电效应把光能转变为电能的光伏器件。
按照材料的不同进行分类的话，太阳能电池分为：
1.1半导体无机化合物太阳能电池:主要包括砷化稼、硫化锅太阳能电池。
1.2硅太阳能电池: 太阳能电池以硅材料作为基体的。
如非晶硅、单品硅、多晶硅太阳能电池等等。
用这类材料制造的太阳能电分为薄膜和片状两种。
1.3染料敏化太阳能电池:以Sn02、TiO2、ZnS等氧化物、纳米级的半导体为电极，使用有机染料及无机带半导体染料敏化剂制成的太阳能电池。
1.4有机化合物太阳能电池:将外琳、酞善、叶绿素等光敏材料制成的太阳能电池。
2.影响太阳能电池转换效率的因素
2.1禁带亮度
一方面，开路电压随光强的增大而增大；另一方面，电流随光强的增大而减
小。
结果可以认为可期望在某一个确定的光强度，在这里出现太阳电池效率的峰值。
2.2温度
随温度的增加，转换效率下降。
我们知道，电流对温度很敏感，同时，温度对开路电压起主要作用。
对于Si材料来说，当温度增加10℃的时候, 开路电压就会下降室温值的0.4%，例如，一个硅电池在20℃时，其转化效率为20%，当温度升到120℃时，其效率变为仅为12%。
2.3复合载流子的寿命
我们知道，载流子的复合寿命越长越好，主要是因为这样电流就会越大。
在间接带隙半导体材料，如Si材料中，离结150微米处会产生大量的载流子，所以希望它们的寿命能大于1毫秒。
在直接带隙材料，如GaAs、GU2S等材料中，只要10毫秒的复合寿命就可以满足需要了。
2.4光的强度
如果将太阳光聚焦于太阳电池的话，就可以使一个很小的太阳电池产生出很大的电能。
设想太阳光被浓缩了N倍，我们知道，这时候单位电池面积的输入功率也会增加N倍，此时开路电压会增加lnN倍。
这样的话，输出功率的增加将极大的超过N倍。
因此可以看出，聚光的效果使转换效率增加了。
2.5掺杂浓度分布
掺杂浓度是对对开路电压有明显的影响的另一因素。
掺杂浓度的数量级是非常容易改变的。
掺杂浓度愈高，开路电压就会越高。
2.6串联的电阻
不管在哪一个实际的太阳电池中，都会安装着电阻，而且这些电阻是串联的，其来源可以是金属接触栅、电池体电阻或引线。
在通常情况下，串联电阻主要来源于薄扩散层。
PN结收集的电流需要经过表面薄层，然后流入最靠近的金属导线，很明显知道，通过密布金属线的数量可以减少串联电阻。
2.7 金属栅和光反射
阳光是不能穿透安装在前表面上的金属栅线的。
为了使电流最大，金属栅占有的面积应该设置为最小。
为了使电阻变小，通常情况下是将金属栅做成又密又细的形状。
太阳光存在反射现象，不是所有的光线都能进入材料中。
资料显示，裸Si 表面的反射率42%，这样的话，可以使用减反射膜，从而降低材料的反射率。
对
那些垂直投射到太阳能电池上单波长的光，用某种厚度为1/4波长的涂层就能够使得反射率变为零。
对于太阳光而言，采用多层涂层便可以取得较好的效果。
3.窗口层材料在太阳电池中的作用
窗口层材料对太阳能电池影响是非常大的，它直接影响光电转换效率。
笔者想在改善传统化学水浴法工艺基础上，研究锅盐种类与浓度、浓度与氨盐、浓度与硫脉、浓度与氨水浓度对硫化锡薄膜的影响的同时，分析不同的工艺条件对制备硫化锡的影响，并对制备的样品作了形貌、结构和光学等方面的分析，研制出大面积颗粒均匀分布，并且非常适合于太阳能电池的硫化锡薄膜，同时还想解决在低温条件下，通过研制结晶度好、透光率高的氧化锌薄膜的难题，为大面积生产薄膜太阳能电池提供了制备优良窗口层材料的制备工艺。
4.薄膜太阳能电池窗口层材料的发展
将高质量TnO薄膜材料作为太阳电池窗口层，它和吸收层材料一起，构成了异质结的同时，在一定程度上有效减少电池层各层之间的短路，同时极大的提高材料的光电转换效率。
对于薄膜太阳能电池，各种短路效应都将造成光电转换能量损失以及效率的降低。
我们知道，常见的短路有两种：吸收层CIGS和前电极间的短路、前后电极间的短路。
提高质量的ZnS薄膜可以避免这两种短路现象，这就要求ZnS薄膜具有较高电阻和颗粒均匀致密的表面特性。
ZnS薄膜以其应用广泛、性能多样和价格低廉等优势，是一种在高新技术领域及广阔的军事和民用领域具有很大的很大发展潜力的薄膜材料。
概括起来其应用主要有以下几点:
4.1 短波长发光材料
以往的制备工艺很难制出高质量的氧化锌薄膜，由于纳米出现，导致其结构中激子的跃迁振子增强效应，在室温下测量到的光学增益高达320 cm-1比在同样条件下测量到的块状氧化锌晶体的光学增益要高一个数量级以上。
4.2 透明导电材料
ZnS薄膜尤其是A1掺杂ZnS薄膜，是极好的透明电极材料，具有优异的透明导电性能，在可见光波长范围内的透射率可达90%以上。
4.3 光电器件的单片集成
ZnS在40-2000 nm甚至更长的波长范围内都是透明的，加之所具有的光电、压电等效应，使之成为集成光电器件中一种极具潜力的材料。
采用Si晶片等作衬底，在其上生长ZnS薄膜材料，可提供一种将电学、光学以及声学器件进行单片集成的途径，这些发现使ZnS薄膜在集成铁电器件中也具有潜在的应用前景。
ZnS薄膜用于太阳能电池有显著优点。
首先，在通常情况下制备出的ZnS 薄膜都呈现出N极，所以ZnS又有“单极半导体”之称。
本征ZnS薄膜一般为高阻材料。
由于ZnS薄膜中容易形成氧空位和锌填原子，他们在ZnS晶体的能带结构中形成缺陷能级，使得ZnS薄膜呈现出N型，因此可以和其他的P型材料构成异质结。
其次，ZnS薄膜在可见光范围内具有较高的投射率，同时ZnS薄膜受到高能粒子辐射损伤小，特别适合于太空中使用，并且ZnS材料来源丰富、价格便宜，具有很多方面的优势。
可见，ZnS薄膜有一定的潜在市场和良好的产业化前景。
随着研究工作的不断深入，ZnS薄膜的技术应用必将不断渗透到众多领域并影响社会生产和人们的生活。
因此，对ZnS薄膜的深入研究具有极其重要的意义。
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【参考文献】
［１］DE MELD, L.HERNANDEZ,Appl.Phy.Lett, 65(1994),1278.
［２］P.C. RISK and S.B. BENTJEN, Chem.Mater,5(1993),43.
［３］敖建平，孙云,等.GIGS电池缓冲层CdS的制备工艺及物理性能.太阳能学报，V ol.27,No.7.。