非晶體薄膜太陽能電池

 非晶體薄膜太陽能電池介紹

由於晶體矽太陽能電池的成本隨著矽材料價格的不斷上漲，各類薄膜太陽能電池成為全球新型太陽能電池研究的重點。薄膜太陽能電池中最具發展潛力的是非晶矽薄膜太陽能電池。非晶矽材料是由氣象積形成的，目前已經被普遍采用的方法是等離子增強型化學氣相澱積法，這種方法可以連續在多個真空澱積室完成，從而實現大批量生產。由於反應溫度低，可在200攝氏度左右的溫度下製造，因此可以在玻璃、不銹鋼、陶瓷板、柔性塑料片上澱積薄膜，易於大麵積化生產，成本較低。與晶體對太陽電池比較，非晶矽薄膜太陽電池具有弱光響應好，充電效率高的特性。

非晶矽材料的吸收係數在整個可見光範圍內，幾乎都比單晶矽大一個數量級，使得非晶矽太陽電池無論在理論上和實際使用中都對低光有較好的適應，愈來愈多的時間數據表示，當峰值功率相同的時候，在晴天直射強光和陰雨天弱散射環境下，非晶矽太陽能電池板的比功率發電量均大於單晶矽、非晶矽薄膜太陽能電池 .單晶矽太陽能電池　　

矽係列太陽能電池中，單晶矽大陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟。高性能單晶矽電池是建立在高質量單晶矽材料和相關的成熱的加工處理工藝基礎上的。現在單晶矽的電地工藝己近成熟，在電池製作中，一般都采用表麵織構化、發射區鈍化、分區摻雜等技術，開發的電池主要有平麵單晶矽電池和刻槽埋柵電極單晶矽電池。提高轉化效率主要是靠單晶矽表麵微結構處理和分區摻雜工藝。　　

單晶矽太陽能電池轉換效率無疑是最高的，在大規模應用和工業生產中仍占據主導地位，但由於受單晶矽材料價格及相應的繁瑣的電池工藝影響，致使單晶矽成本價格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困難的。為了節省高質量材料，尋找單晶矽電池的替代產品，現在發展了薄膜太陽能電池，其中多晶矽薄膜太陽能電池和非晶矽薄膜太陽能電池就是典型代表。

多晶矽薄膜太陽能電池　　

通常的晶體矽太陽能電池是在厚度350－450μm的高質量矽片上製成的，這種矽片從提拉或澆鑄的矽錠上鋸割而成。目前製備多晶矽薄膜電池多采用化學氣相沉積法，包括低壓化學氣相沉積（LPCVD）和等離子增強化學氣相沉積（PECVD）工藝。此外，液相外延法（LPPE）和濺射沉積法也可用來製備多晶矽薄膜電池。　
　
化學氣相沉積主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、Sicl4或SiH4,為反應氣體,在一定的保護氣氛下反應生成矽原子並沉積在加熱的襯底上，襯底材料一般選用Si、SiO2、Si3N4等。但研究發現，在非矽襯底上很難形成較大的晶粒,並且容易在晶粒間形成空隙。解決這一問題辦法是先用 LPCVD在襯底上沉熾一層較薄的非晶矽層，再將這層非晶矽層退火，得到較大的晶粒，然後再在這層籽晶上沉積厚的多晶矽薄膜，因此，再結晶技術無疑是很重要的一個環節，目前采用的技術主要有固相結晶法和中區熔再結晶法。多晶矽薄膜電池除采用了再結晶工藝外，另外采用了幾乎所有製備單晶矽太陽能電池的技術，這樣製得的太陽能電池轉換效率明顯提高。德國費萊堡太陽能研究所采用區館再結晶技術在FZ Si襯底上製得的多晶矽電池轉換效率為19％，日本三菱公司用該法製備電池，效率達16.42%。
　　　
多晶矽薄膜電池由於所使用的矽遠較單晶矽少，又無效率衰退問題，並且有可能在廉價襯底材料上製備，其成本遠低於單晶矽電池，而效率高於非晶矽薄膜電池，因此，多晶矽薄膜電池不久將會在太陽能電地市場上占據主導地位。