要實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能光伏發(fā)電真正意義上的大規(guī)模推廣應(yīng)用，大課題仍為降低系統(tǒng)發(fā)電成本。近年來(lái)，作為光伏發(fā)電系統(tǒng)主體部件的太陽(yáng)電池，其技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大皆已取得長(zhǎng)足發(fā)展。太陽(yáng)電池雖說(shuō)種類繁多，大致可分為(片狀)晶體硅太陽(yáng)能電池板和薄膜太陽(yáng)能電池板兩大類。由于研究開(kāi)發(fā)及各國(guó)多種普及推廣政策的促進(jìn)，晶體硅太陽(yáng)能電池板早已達(dá)到實(shí)用化階段。自從20世紀(jì)80年代初，商業(yè)化薄膜太陽(yáng)能電池板進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)，品體硅電池的性能已取得尤為顯著的進(jìn)步且電池的效率仍存在進(jìn)一步提升潛力，近年來(lái)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模書(shū)張速度更為驚人。與此同寸，各種薄膜電池的研發(fā)成果及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)。下面，簡(jiǎn)要對(duì)硅系薄膜太陽(yáng)電池，CIGS、CdTe及染料敏化等薄膜太陽(yáng)電池進(jìn)行介紹，以便讀者針對(duì)不同應(yīng)用作出適當(dāng)選用。

　　硅薄膜太陽(yáng)能電池板

　　硅薄膜太陽(yáng)能電池板，包括非晶硅、微晶硅、多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池板。

　　(1)非晶硅(amorphous silicon, a-Si) 薄膜太陽(yáng)能電池板在晶體硅太陽(yáng)電池中，真正起發(fā)電作用的僅是硅片表面附近的很少部分，離表面較遠(yuǎn)部分并不直接起發(fā)電作用。為了盡量節(jié)約硅材料，有效降低生產(chǎn)成本，晶體硅太陽(yáng)能電池板正向薄片化方向發(fā)展。目前硅片厚度已降至200pm以下;另一方面，就是向薄膜化方向發(fā)展。非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池板是早實(shí)現(xiàn)進(jìn)入市場(chǎng)的商業(yè)化薄膜太陽(yáng)能電池板。

　　非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池板，是在非硅的襯底上制作很薄的硅薄膜來(lái)發(fā)電，制作硅薄膜的方法普遍采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)，簡(jiǎn)而言之就是把原材料硅烷(SiH4) 利用輝光放電使其分解，借助化學(xué)反應(yīng)在襯底上堆積硅海膜。非晶硅中的原子大致上保持與晶體硅相同的基本結(jié)構(gòu)。晶體硅是每個(gè)硅原子通過(guò)共價(jià)鍵與其他4個(gè)硅原子鍵合成四面體，摻氫非晶硅僅以共價(jià)鍵與其他3個(gè)相鄰的硅原子相鍵合，而硅的第1個(gè)價(jià)原子與氫原子鍵合。在摻氫非晶硅中，化合氫的含量用原子百分?jǐn)?shù)表示占10%左右。這些氫原子會(huì)直接對(duì)懸掛鍵 (dangling bond)缺陷結(jié)合，減少對(duì)電子的捕獲，以達(dá)到非品硅的低缺陷密度，使其能夠作為太陽(yáng)電池應(yīng)用，下面， 從應(yīng)用者視角，有必要關(guān)注如下幾點(diǎn)

　　①非晶硅太陽(yáng)電池與晶體硅太陽(yáng)電池的不同點(diǎn) 非晶體太陽(yáng)電池基本也是P-N結(jié)構(gòu)，其工作與晶體硅太陽(yáng)電池沒(méi)有大的區(qū)別，但是有幾個(gè)重要不同點(diǎn)。

　　首先，單晶硅是間接躍遷型半導(dǎo)體，其吸收系數(shù)較小，為了充分吸收太陽(yáng)光，需要200um的膜厚。相對(duì)應(yīng)的非晶硅是直接躍遷型半導(dǎo)體，吸收系數(shù)上升很快，其值較大。因此，為滿足太陽(yáng)電池要求，其膜厚一般為0.3～0.6um，可實(shí)現(xiàn)薄膜化。

　　另外，非晶體太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)并不是P-N結(jié)，而是P-IN結(jié)構(gòu)。通常非晶硅的P-N結(jié)不顯示整流性，而顯示近似于歐姆接觸的特性。這是因?yàn)镻層及N層的缺陷能級(jí)密度很大，受限于通過(guò)這種缺陷之間的復(fù)合電流或隧道電流，因此作為太陽(yáng)電池，設(shè)定P層與N層中間的摻雜層為1層，形成P-I-N結(jié)構(gòu)。I層的缺陷能級(jí)為1015eV-↓.cm-3.大部分區(qū)域都被耗盡，可以通過(guò)過(guò)渡層內(nèi)的電場(chǎng)從P層至N層收集光生載流子。另外，由于P層及N層的缺陷能級(jí)密度較高，當(dāng)作為光電轉(zhuǎn)換層時(shí)，考慮到內(nèi)層是死層(dead layer),當(dāng)厚度較厚時(shí)，不能忽略串聯(lián)電阻。因此，非晶體太陽(yáng)電池采用厚度為數(shù)十納米的P、N層，中間有0.3～0.6yum的I層的結(jié)構(gòu)。

　　該結(jié)構(gòu)的非晶硅太陽(yáng)電池和晶體硅太陽(yáng)電池的電流電壓特性的比較。在光照射下，晶體硅太陽(yáng)電池的電流電壓特性可大致表示成暗狀態(tài)下的電流-電壓特性中加入光電流。相對(duì)地，非晶硅太陽(yáng)電池的電流-電壓特性顯示偏壓特性。也就是說(shuō)，加入正向偏壓會(huì)減少光電流。晶體硅太陽(yáng)電池的少數(shù)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度較長(zhǎng)，對(duì)光電流有作用的主要是在耗盡層以外的中性區(qū)域中發(fā)生的載流子。另外，加入正向偏壓時(shí)，電位與耗盡層兩端有關(guān)，對(duì)激勵(lì)載流子的收集效率沒(méi)有影響，因此光電流并不能表示偏壓特性。另一方面，非晶體太陽(yáng)電池的少數(shù)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度較短，電場(chǎng)區(qū)域以外光電流的作用較小。對(duì)光電流起作用的是I層內(nèi)激勵(lì)的載流子。這時(shí)收集載流子，與偏壓無(wú)關(guān)，I層內(nèi)的電場(chǎng)很強(qiáng)，收集效率也很高。但是加入正向偏壓的話，I層內(nèi)的電場(chǎng)會(huì)減弱，在光入射側(cè)深處，激勵(lì)的載流子復(fù)合又喪失，載流子收集效率降低。因此，光電流與偏壓會(huì)同時(shí)減少。

　　②非晶硅太陽(yáng)電池的高效率化技術(shù) 非晶硅太陽(yáng)電池的基本結(jié)構(gòu)，其支撐襯底的種類大致可分為兩類:種是將玻璃等透光性襯底作為光人射側(cè)支撐的結(jié)構(gòu) ，一般由襯底/透明導(dǎo)電性氧化物(TCO) /P層/1層/N層/背面電極構(gòu)成;另一種是將塑料等不透光性支撐襯底用于太陽(yáng)電池背面的結(jié)構(gòu)，由金屬柵極/TCO層/P層/1層/N層/背面電極/村底構(gòu)成。不管是何種結(jié)構(gòu)，非晶體太陽(yáng)電池的半導(dǎo)體層一般都是由P層/層/N層這三層構(gòu)成。1層是光電流生成層及輸送層，P層和N層是生成促進(jìn)1層中載流子漂移的內(nèi)建電場(chǎng)，收集光生載流子的電極層.非晶硅太陽(yáng)電池人時(shí)光的主要能量損失。