高效太阳能电池研究

膜， 用相对薄的晶体硅层作为太 阳能电池的激活 层， 不仅保持了晶体硅太阳能电池的高性能和稳 定性 ， 而且材料 的用量大大下降 ， 明显地降低 了
太 阳能 电池 的成 本 ． 其简单 结构 如 图 １ 所示 ． 在多 晶硅薄 膜太 阳能 电池 的制 备 过程 中 ： 衬 底材 料有 玻璃 、 Ｃ—Ｓ、 ｉＰ—Ｓ、ｉ Ａ ３ＳＯ 膜 ｉＳＣ、 １ 、ｉ ０
多 晶硅 薄 膜太 阳 能 电池 是 既 具 有 单 晶硅 和 多 晶硅 太 阳能 电池 的高光 电转 换效 率 和 长寿命 ，
又具有 非 晶硅 太 阳 能 电池 材 料 的制 备 工 艺 相 对
１ 硅 基 太 阳 能 电池
许多半导体材料都可 以用来制造太 阳能电
池， 因此 太 阳能 电池 的 种类 很 多． 基太 阳 能 电 硅
电是 当前 利用 太 阳能 的主要方 式 之一 ． 阳能 电 太
的转换效率和稳定性都不够好．
池 利用 光生伏 特效 应原 理 ， 太 阳光 能直 接 转化 将
为电能 ， 既可 以直接为小 型电器提供 电能 ， 又可
以进行 光伏并 网 发 电 ， 应用 前 景广 阔 ， 且 在 转 并 化 过 程 中 ， 污染 、 噪 声． 无 无 因此 ， 入研 究 和利 深
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高 效太 阳 能 电池 研 究
史 文 华
（ 华北 电力大学数理系 ， 北京 昌平 １２ ０ ） ０ ２ ６
［ 摘
要］ 由于 目前 太 阳能 电池 本 身的光 电转换 效 率 比较 低 且 对 太 阳能 电池 的利 用 率低 ， 为最
璃衬 底上 沉积 一 层 ＳＯ ｉ 薄 膜 ， 介 质 层 （ 缘 ） 起 绝
们发现纳米 ＴＯ 不仅在光辅助催化降解方面 ｉ，
具 有 良好 的性 能 ， 且 在 光 电转 换 方 面 成 效 显 而 著． 染料 敏化 的 ＴＯ， 米 晶多 孔 膜 作 为 光 电 用 ｉ 纳
阳极 的化学 太 阳能光 电池 ， 称为 染料 敏化 纳 米 晶 太 阳能 电池 ． 染料 敏化 纳米 晶太 阳能 电池 的结构
转换效率 ， 规模生产的电池组件的光 电转换效率 可以达到 １％一１％， ２ ６ 而实验室记录的最高转换
［ 收稿 日期］ ０ １ １ ０ ２ １ — ０— ９
［ 作者简介 ］ 史文华 （９ ６一 ， ， １８ ） 女 河北定州人 ， 硕士研究生 ， 主要从事太阳能电池方面 的研究
等； 隔离层是在衬底上再沉积一层薄膜 ， 如在玻
大限度 地提 高 太阳能 电池 的利 用率 ， 少 电能损 耗 ， 太 阳能 电池 的制备 工 艺、 自动跟 踪 电 减 从 全 池板及 太 阳能 电池最 大功 率点跟 踪 （ Ｐ Ｔ） 个 角度 出发 ， 当前 高 效利 用太 阳能 电池 的现 ＭＰ 三 对
］ 阳能 电池 ； 自动 跟踪 ； 大功 率点跟踪 太 全 最
简单 等优 点 的新 一代 电池 ． 晶硅 薄膜 太 阳能 电 多
池是 在低成 本 的 衬底 材料 上 生 长 一 层 多 晶硅 薄
池 是最 早发展 起来 ， 且也是 目前发 展最 成 熟 的 并 太 阳能 电池 ， 主要 包 括 单 晶硅 、 晶硅 和 非 晶 硅 多 太 阳能 电池 ． 单 晶硅 太 阳能 电池 稳定 性好 ， 有 比较 高 的 具
２１ ０ １年 １ ２月 第３ Ｏ卷 第 ６期
重庆文理学院学报 （自然科学版 ）
Ｊｕ ａ ｏ ｈｎ ｑｎ ｎｖｒｔ ｏ Ａｔ ａｄＳ ｉ ｃｓ（ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｏｒ ｌ ｆＣ ｏｇ ｉｇＵ ｉ ｓｙ ｆ ｒ ｎ ｃｅ ｅ Ｎ ｔｒ ｃｅ ｅＥ ｉｏ ） ｎ ｅ ｉ ｓ ｎ ｌ ｎ ｉ
和隔膜层（ 阻止衬底 中杂质渗入多 晶硅薄膜） 的 作用 ； 晶层一 般用低温等离子 体法 （ Ｐ Ｖ ） 籽 ＬＣ Ｄ 制备 ， 通过再结晶等方法使 晶粒增大 ， Ｃ Ｄ等 用 Ｖ
方法 在其上 生 长 多 晶硅 薄膜 ； Ｐ—Ｎ结 可 以在 沉 积多 晶硅 薄膜 的 同时掺 硼 、 等 获 得 ； 学 限制 磷 光
能和传统能源相竞争． 因此 ， 提高其光 电转换效 率和 降低成 本是 当前研 究 的热 点 问题 ． 就需 要 这
改进 太 阳能 电池 材料 的制 备工 艺 ， 此各类 新 型 因
太 阳能 电池 应运 而生 ． ２ １ 多 晶硅薄膜 太 阳能 电池 ．
池的利用率是人们 当前研究的热点问题．
［ 中图分类号］ Ｍ １． ［ Ｔ ９４４ 文献标志码］ ［ Ａ 文章编号 ］６３ ８ １（０ １ ０ — ０ ０ ０ １７ — ０ ２ ２ １ ）６ ０４ — ５
能源 短缺 、 环境 恶化 成为 日益 严 重 的全球 性
效 率 已经超 过 了 ２ ％， 其 成 本 较 高． ５ 但 与单 晶 硅 相 比 ， 晶硅半 导 体 材 料 的价 格 相 对 较低 ， 应 多 相 的 电池 单元 成 本 也 较 低 ， 常 具 有 竞 争 优 势。 非 然 而 由于多 晶硅 材 料 存 在 着 较 多 的 缺 陷 ， 晶 界 、 如 位错 等 ， 换效 率 还 不 够 高 ． 晶硅 太 阳能 电池 转 非
问题 ， 人类 为 追 求 可 持续 性 发展 ， 正在 积 极 发 展 可再 生 能源技 术 ， 寻找新 能源是 当前人 类 面 临 的 紧迫 问题 ． 阳能 清 洁 、 污染 ， 太 无 并且 取 之 不 尽 ， 用 之不 竭 ， 因此 越 来 越 受 到 人们 的关 注 ． 光伏 发
２ 新型太 阳能 电池的制备工艺
对 硅 基太 阳能 电池来 说 ， 目前其 性 价 比还 不
用太阳能资源 ， 对缓解资源危机 ， 改善生态环境 ， 具有十分重要 的意义． 目 但 前太阳能 电池 的光电 转换效率比较低 ， 且成本较 高 ， 因此提高太阳能
电池 的光 电转 换 效 率 、 降低 成 本 、 高 太 阳 能 电 提