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1、薄膜太阳电池的研究现状与发展趋势.txt曾经拥有的不要忘记；不能得到的更要珍惜；属于自己的不要放弃；已经失去的留作回忆。本文由gui27606贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。ReviewArticledoi:10.3969/j.issn02539608.2010.03.006ChineseJournalofNatureVol.32No.3薄膜太阳电池的研究现状与发展趋势赵颖戴松元孙云!冯良桓?教授,中国科学院等离子体物理研究所,合肥230031;!教授,南开大学光电子薄膜器件
2、与技术研究所,天津300071;?教授,四川大学材料科学与工程学院,成都610064关键词硅基薄膜太阳电池碲化镉薄膜太阳电池铜铟镓硒薄膜太阳电池染料敏化太阳电池笔者主要对目前薄膜电池研究和产业化的主流技术进行论述,包括硅基薄膜太阳电池、碲化镉与铜铟镓硒等化合物薄膜太阳电池、以及染料敏化电池等,对每种技术分别从国内外研究现状以及产业化状况进行介绍。光照时存在SW效应,使得非晶硅电池呈现光致衰退现1前言象。此外,非晶硅材料带隙较宽,难以吸收700nm波长以上的光,限制了其对太阳光的利用率。相较于非晶硅,其它两种材料带隙较窄,可更充分吸
3、收长波长的光。特别是微晶硅材料,被认为是一种非晶与微晶硅颗粒组成的混合相材料,其带隙调变可以通过制备过程中的氢稀释比调整实现,最低可接近单晶硅的1.1eV,因此,微晶硅材料制备不会带来额外的工艺复杂性,与现有的非晶硅技术兼容性更好。而且微晶硅材料稳定性高,微晶硅电池基本无衰退;所以,微晶硅材料更加具有应用潜力。为充分利用太阳光谱,将不同带隙的硅基薄膜组合,形成多结叠层结构。如图1所示,采用非晶硅/微晶硅叠层电池相对于非晶硅电池而言,具有两方面优点:一是拓宽电池长波光谱响应,提高太阳光的利用率;二是降低了较不稳定的非晶硅顶电池厚度,
4、有利于提高整体稳定性。因此,国际公认非晶硅/微晶硅叠层太阳电池是硅薄膜电池的下一代技术,是实现高效、低成本薄膜太阳电池的重要技术途径,是薄膜电池新的产业化发展方向。目前市场上应用的太阳电池仍以单晶硅/多晶硅电池为主,但薄膜太阳电池被公认为未来太阳电池发展的主要方向,并已成为国际上研究最多的太阳电池技术之一。这是因为薄膜太阳电池具有生产制造成本低、能量回收期短、便于大面积连续生产等突出优势。它另外一个特点是可被制成柔性可卷曲形状,这使得其应用环境更加广泛,例如在建筑光伏一体化、荒漠电站等领域均具有广阔的应用前景。近些年来,薄膜电池技
5、术发展迅速,部分技术已经实现大规模生产。中国在薄膜电池基础研究方面已经取得了较大进展,部分成果已经达到国际先进水平,为大规模产业化打下了良好的基础。目前,中国的研究机构与产业界正密切合作,积极进行薄膜太阳电池的中试或产业化技术与设备的攻关。目前,主流的薄膜太阳电池技术包括硅基薄膜电池、化合物电池、染料敏化电池等。本文针对上述薄膜电池的研究现状以及产业化情况进行介绍。2薄膜太阳电池进展2.1硅基薄膜太阳电池2.1.1研究进展按照硅基薄膜太阳电池本征层采用的材料,可以将其分为三种类型,即非晶硅电池、微晶硅电池以及硅锗合金电池等[1]。
6、其中非晶硅电池技术发展最早,目前已经比较成熟,已实现大规模生产技术。但是非晶硅材料在#156#图1非晶硅和微晶硅材料光谱响应曲线目前,底电池技术主要分为硅锗合金电池或微晶硅电池两个方向,前者的代表研究机构为美国联合太阳能公司自然杂志第32卷第3期专题综述究机构则采用微晶硅底电池技术。表1中所列为上述研究机构的代表性成果,这些成果代表了其所在领域的最高水平。(USSC);而以瑞士微技术研究所(IMT)、德国余利希光伏研究所(JlichIPV5)、及日本先进技术研究中心以(NAIST)[2,3]、荷兰乌特勒支大学(Utrecht)为代
7、表的众多研表1时间2010200920092009200920082009初始效率(稳定效率)(12.52%)12.83%8.3%6.3%6.4%8.2%8.8%10%(9.47%)11.7%11.5%10%9.5%~8.2%10.7%(9.3%)13.5%国际硅基薄膜电池主要研究单位及成果沉积速率1~1.5nm/s10~25A/s6.75nm/min3.3nm/min3.2nm/s研究单位美国联合太阳能公司(UnitedSolarOvonicLLC)日本三菱重工(MHI)德国德雷斯顿大学(Dresden)荷兰乌特勒支大学(Utr
8、echt)美国TSolar瑞士洛桑理工学院(IMT)瑞士欧瑞康(Oerlikon)1.5A/s+5A/s*1.5A/s+10A/s5A/s+25A/s13~45nm/min[5][4][6][7]2009德国余利西研究所(Jlich)2009200
