非結(jié)晶硅太陽(yáng)電池概念
非晶硅太陽(yáng)電池是1976年有出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池，它與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，電耗更低，非常吸引人。1997年占世界PV發(fā)貨量的15%，目前已形成30MW/年的生產(chǎn)規(guī)模。針對(duì)a-Si電池初始效率較低，且有光致衰退問(wèn)題，開(kāi)展了大量深入研究工作。通過(guò)減少材料中的Si—H2鍵、減少O2、N2等雜質(zhì)沾污，利用H2稀釋技術(shù)等制備高質(zhì)量i層；同時(shí)優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用多帶隙疊層結(jié)構(gòu)；既提高了初始效率又提高了其穩(wěn)定性，目前最好電池的穩(wěn)定效率達(dá)13%。近年來(lái)a-Si電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程令人矚目；1997年以來(lái)建成和將于1999年建成的生產(chǎn)能45MW/a。
非晶體硅太陽(yáng)能電池按材料不同可分為：多晶硅系薄膜太陽(yáng)能電池、非晶硅系薄膜太陽(yáng)能電池、碲化鎘系薄膜太陽(yáng)能電池、砷化鎵系薄膜太陽(yáng)能電池、銅銦硒系薄膜太陽(yáng)能電池、聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池和染料敏化型太陽(yáng)能電池等。
多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池
通常的晶體硅太陽(yáng)能電池是在厚度350－450μm的高質(zhì)量硅片上制成的，這種硅片從提拉或澆鑄的硅錠上鋸割而成。因此實(shí)際消耗的硅材料更多。為了節(jié)省材料，人們從70年代中期就開(kāi)始在廉價(jià)襯底上沉積多晶硅薄膜，但由于生長(zhǎng)的硅膜晶粒大小，未能制成有價(jià)值的太陽(yáng)能電池。為了獲得大尺寸晶粒的薄膜，人們一直沒(méi)有停止過(guò)研究，并提出了很多方法。目前制備多晶硅薄膜電池多采用化學(xué)氣相沉積法，包括低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）和等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）工藝。此外，液相外延法（LPPE）和濺射沉積法也可用來(lái)制備多晶硅薄膜電池。
化學(xué)氣相沉積主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、Sicl4或SiH4,為反應(yīng)氣體,在一定的保護(hù)氣氛下反應(yīng)生成硅原子并沉積在加熱的襯底上，襯底材料一般選用Si、SiO2、Si3N4等。但研究發(fā)現(xiàn)，在非硅襯底上很難形成較大的晶粒,并且容易在晶粒間形成空隙。解決這一問(wèn)題辦法是先用 LPCVD在襯底上沉熾一層較薄的非晶硅層，再將這層非晶硅層退火，得到較大的晶粒，然后再在這層籽晶上沉積厚的多晶硅薄膜，因此，再結(jié)晶技術(shù)無(wú)疑是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，目前采用的技術(shù)主要有固相結(jié)晶法和中區(qū)熔再結(jié)晶法。多晶硅薄膜電池除采用了再結(jié)晶工藝外，另外采用了幾乎所有制備單晶硅太陽(yáng)能電池的技術(shù)，這樣制得的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率明顯提高。德國(guó)費(fèi)萊堡太陽(yáng)能研究所采用區(qū)館再結(jié)晶技術(shù)在FZ Si襯底上制得的多晶硅電池轉(zhuǎn)換效率為19％，日本三菱公司用該法制備電池，效率達(dá)16.42%。
液相外延（LPE）法的原理是通過(guò)將硅熔融在母體里，降低溫度析出硅膜。美國(guó)Astropower公司采用LPE制備的電池效率達(dá)12．2％。中國(guó)光電發(fā)展技術(shù)中心的陳哲良采用液相外延法在冶金級(jí)硅片上生長(zhǎng)出硅晶粒，并設(shè)計(jì)了一種類(lèi)似于晶體硅薄膜太陽(yáng)能電池的新型太陽(yáng)能電池，稱(chēng)之為“硅�！碧�(yáng)能電池，但有關(guān)性能方面的報(bào)道還未見(jiàn)到。
非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池
開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電池的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是：提高轉(zhuǎn)換效率和 降低成本。由于非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的成本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)，普遍受到人們的重視并得到迅速發(fā)展，其實(shí)早在70年代初，Carlson等就已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)非晶硅電池的研制工作,近幾年它的研制工作得到了迅速發(fā)展,目前世界上己有許多家公司在生產(chǎn)該種電池產(chǎn)品。
