北極星太陽能光伏網訊:太陽能電池可分為：1、矽太陽能電池;2、以無機鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池;3、功能高分子材料製備的大陽能電池;4、納米晶太陽能光伏電池等。
不論以何種材料來製作電池，對太陽能光伏電池材料一般的要求有：1、半導體材料的禁帶不能太寬;②要有較高的光電轉換效率：3、材料本身對環境不造成汙染;4、材料便於工業化生產且材料性能穩定。
基於以上幾個方面考慮，矽是最理想的太陽能電池材料，這也是太陽能光伏電池以矽材料為主的主要原因。但隨著新材料的不斷開發和相關技術的發展，以其它村料為基礎的太陽能光伏電池也愈來愈顯示出誘人的前景。本文簡要地綜述了太陽能光伏電池的種類及其研究現狀，並討論了太陽能光伏電池的發展及趨勢。
1 矽系太陽能電池
1.1 單晶矽太陽能光伏電池 矽系列太陽能電池中，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，一般都採用表面織構化、發射區鈍化、分區摻雜等技術，開發的電池主要有平面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*單晶矽表面微結構處理和分區摻雜工藝。在此方面，德國夫朗霍費費萊堡太陽能系統研究所保持著世界領先水平。該研究所採用光刻照相技術將電池表面織構化，製成倒金字塔結構。並在表面把一13nm。厚的氧化物鈍化層與兩層減反射塗層相結合.通過改進了的電鍍過程增加柵極的寬度和高度的比率：通過以上製得的電池轉化效率超過23%，是大值可達23.3%。Kyocera公司製備的大面積(225cm2)單電晶太陽能電池轉換效率為19.44%，國內北京太陽能研究所也積極進行高效晶體矽太陽能電池的研究和開發，研製的平面高效單晶矽電池(2cm X 2cm)轉換效率達到19.79%，刻槽埋柵電極晶體矽電池(5cm X 5cm)轉換效率達8.6%。 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佔據主導地位，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。
1.2 多晶矽薄膜太陽能光伏電池 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。因此實際消耗的矽材料更多。為了節省材料，人們從70年代中期就開始在廉價襯底上沉積多晶矽薄膜，但由於生長的矽膜晶粒大小，未能製成有價值的太陽能電池。為了獲得大尺寸晶粒的薄膜，人們一直沒有停止過研究，並提出了很多方法。目前製備多晶矽薄膜電池多採用化學氣相沉積法，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，目前採用的技術主要有固相結晶法和中區熔再結晶法。多晶矽薄膜電池除採用了再結晶工藝外，另外採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採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%。 液相外延(LPE)法的原理是通過將矽熔融在母體裡，降低溫度析出矽膜。美國Astropower公司採用LPE製備的電池效率達12.2%。中國光電發展技術中心的陳哲良採用液相外延法在冶金級矽片上生長出矽晶粒，並設計了一種類似於晶體矽薄膜太陽能電池的新型太陽能電池，稱之為「矽粒」太陽能電池，但有關性能方面的報導還未見到。 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佔據主導地位。
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