硅基薄膜太阳能电池的发展现状与未来发展趋势
硅基薄膜太阳电池的研究现状及 硅基薄膜太阳电池的研究现状及前景 薄膜太阳电池的研究现状摘要：本文着重介绍了非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池原理、制备方法，从材料、工艺 摘要 与转换效率等方面讨论了它们的优势和不足之处，并提出改进方法。同时介绍了国内外硅 基薄膜太阳电池研究的进展，最后展望了薄膜太阳能电池的发展前景。 关键词：太阳能电池；薄膜电池；非晶硅；多晶硅；微晶硅；光伏建筑；最新进展 关键词 一、引言太阳电池是目前主要的新能源技术之一， 它利用半导体的光电效应将光能直接装换为电 能。目前太阳电池主要有传统的（第一代）单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、碲化镉 电池、铜铟硒电池以及新型的（第二代）薄膜电池。薄膜太阳电池可以使用其他材料当基板 来制造，薄膜厚度仅需数μm，较传统太阳能电池大幅减少原料的用量。目前光伏发电的成 本与煤电的差距还是比较大， 其中主要的一项就是原材料即的价格。 薄膜太阳电池消耗材料 少，降低成本方面的巨大潜力。薄膜太阳能电池的种类包括： 非晶硅(a-Si)、多晶硅 (poly-Si)、 化合物 半导体 II-IV 族 [CdS、 CdTe(碲 化镉 ) 、 CuInSe2] 、色素 敏化 染料 (Dye-Sensitized Solar Cell)、 有机导电高分子(Organic/polymer solar cells) 、 CIGS (铜 铟硒化物) 等。如果要将太阳电池大规模应用为生活生产提供能源，那么必须选择地球上含 量丰富，能大规模生产并且性能稳定的半导体材料，硅基薄膜电池的优越性由此凸显。 本文主要综述硅基薄膜太阳电池（包括多晶硅薄膜电池、非晶硅薄膜电池）的发展现状 及并简要分析其发展前景。 二、非晶硅(a-Si)薄膜太阳电池 非晶硅(a-Si) (a 非晶硅太阳电池是上世纪 70 年代中期发展起来的一种薄膜太阳电池，它制备温度低， 用材少，便于工业化生产，价格低廉，因而受到高度重视。现阶段非晶硅太阳电池的转换效 率已从 1976 年的 1%~2%提高到稳定的 12~14%， 其中 10cmХ10cm 电池的转换效率为 10. 6%. 小 面积的单结的电池转换效率已超过 13%。 1 原理及结构 图 1 非晶硅太阳电池结构 图 2 非晶硅太阳电池组件 非晶硅太阳电池主要是以玻璃、不锈钢等为衬底的薄膜太阳电池，结构如图 1 所示。为 减少串联电阻，通常用激光器将 TCO 膜、非晶硅(A-si)膜和铝(Al)电极膜分别切割成条状， 如图 2 所示。 图 3 非晶硅太阳电池组件结构 图 4 非晶硅太阳电池制备过程 由于太阳光谱分布较宽， 现有的半导体材料只能在一有限波段转换太阳能量， 所以单结 太阳电池不能充分利用太阳能。 采用分波段利用太阳能光谱的叠层电池结构则是比较有效提 高光电转换效率的方法。叠层太阳电池的结构见图 3。目前常规的叠层电池结构包括 a-Si/a-SiGe,a-Si/a-Si/a-SiGe,a-Si/a-SiGe/a-SiGe,a-SiC/a-Si/a-SiGe 等。 2 制备方法图 4 是非晶硅太阳电池制备方法示意图，把硅烷(SiH4)等原料气体入真空度保持在 10—1000Pa 的反应室中，射频(RF)电场产生辉光放电，原料气体被分解，在玻璃或者不锈 钢等衬底上形成非晶硅薄膜材料。 如果原料气体中混入硅烷(B2H6)即能生成 P 型非晶硅, 混入 磷烷(PH3)即能生成 N 型非晶硅。为得到性能良好的太阳电池，避免反应室内壁和电极上残 存的杂质掺入到电池中， 一般都利用隔离的连续等离子反应制造装置， P,I,N 各层分别在 即 专用的反应室内沉积。 3 优势及不足非晶硅太阳电池应用优势具体如下：（1）材料和制造工艺成本低。（2）易于大规模生 产。（3）具备弱光发电的性能，该性能使得非晶硅薄膜电池受风沙、雨雪等天气的影响很 小，发电时间延长。（4）非晶硅电池工作中不受环境的影响，而晶体硅电池如果其中一小 部分被遮挡，会产生孤岛效应，这将极大的降低整个组件的功率输出。（6）具有透光性， 而且组件能更好的融合于建筑，在光伏建筑一体化（BIPV ）上
具有很大的优势。 非晶硅太阳电池主要缺点有两个， 一是它的不稳定性， 即光电转换效率会随着光照时间 的延续而衰减，另外光电转换效率也比较低，一般在８％到１０％之间。 4 改进方法主要是要降低其衰减程度。非晶硅及其合金的光暗电导率随光照时间加长而减小，经 170~200 ℃温度2h ，又可恢复原状，这种现象称为S-W 效应。非晶硅太阳电池光衰退的主要 因素是I 层的S-W 效应。因此要提高非硅太阳电池的稳定效率，首先要获得高稳定性的I 层的 a-Si:H材料。方法如下：采用分室沉积技术和高真空反应室消除杂质污染；在制备方法方面 分别采用了电子回旋共振化学气相沉积(ECR一CVD) 、 氢根化学气相沉积(HR一CVD) 、 热丝(HW) 法沉积和三极管系统；在制备工艺方面采用了H 等离子体化学退火法、H2稀释法、He 稀释法 和掺氟法。采用这些制备技术和制备工艺的主要目的都是为了减少非晶硅膜中的H 含量和缺 陷态密度， 使其形成稳定的Si-Si 键和Si-H 键网络结构。 比如， 用常规PECVD 技术制备的a-Si:H 膜中含有约10%的H ， 而用化学退火法制备的a-Si:H膜的含H 量小于9%， 用热丝法制备的a-Si:H 膜的含H 量只有1%~2% 。 另外与微晶硅结合生成非晶硅／微晶硅异质结太阳电池也是目前非晶硅薄膜电池研究 的主要方向， 这种电池不仅继承了非晶硅电池的优点， 而且可以延缓非晶硅电池的效率随光 照衰减的速度。 三、多晶硅(poly-Si)薄膜太阳电池 多晶硅(poly-Si)薄膜太阳电池 (poly 1原理介绍多晶硅薄膜由许多大小不等， 具有不同晶面取向的小晶粒构成。 其晶粒尺寸一般约在几 十至几百纳米级， 大颗粒尺寸可达微米级。 多晶硅薄膜太阳电池保持了晶体硅太阳电池的稳 定性， 大幅度降低了硅料的用量， 还可以生长在廉价的衬底材料上， 明显地降低了电池成本 。 多晶硅薄膜电池的研究重点有两方面，一是电池衬底的选择，二是制备方法。 2 选择衬底 (1)非硅衬底多晶硅薄膜太阳电池 非硅衬底可以大幅度降低成本，但是所获得的多晶硅薄膜晶粒较小，工艺要求比较高。 图4所示的日本Kaneka 公司的STAR 太阳电池就属于这类电池。 它利用CVD 技术在玻璃衬底上生 长2nm 厚的非晶硅薄膜，然后在氢原子气氛中进行重结晶，不断重复上述过程，直到底层完 全晶化，再在已晶化的底层上沉积多晶硅薄膜。STAR 太阳电池的效率达到10．1％。 (2)低品质硅衬底多晶硅薄膜电池 采用低品质硅带为衬底， 可以直接外延生长多晶硅薄膜， 并且可得到具有较大颗粒尺寸 的多晶硅薄膜，工艺简单，效率较高，易于实现大规模工业化。图5说是的就是一种以SSP 硅带为衬底的多晶硅薄膜太阳电池。 在不使用钝化和陷光技术的前提下， 电池的转换效率达 到了8．25％。在此基础上，通过在颗粒硅带上预先沉积一层穿孔隔离层并对沉积的多晶硅 薄膜进行重结晶，制备的多晶硅薄膜太阳电池的效率达到11．2％。 图4 STAR太阳电池 图5 SSP 衬底上的多晶硅薄膜太阳电池 3制备方法目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法(CVD)，等离子增强化学气相沉积 (PECVD)，液相外延法(LPPE)和区熔再结晶法(ZMR)法、等离子喷涂法(PSM)、叠层法、固相 结晶法(SPC)也可用来制备多晶硅薄膜电池。 等离子增强化学气相沉积 （PECVD ） 法是利用PECVD 技术在非硅衬底上制备晶粒较小的多 晶硅薄膜的一种方法，其制备温度很低（100—200℃），晶粒小（～10－7m 量级）。目前最 高效率达10. 7％。该方法存在生长速度太慢以及薄膜极易受损等问题，有待今后研究改进。 液相外延（LPE ）法通过将硅熔融在母液里，降低温度使硅析出成膜。美国Astro Power 公司和德国Max-Plank 研究所对这一技术进行了深入的研究， 前者用LPE 法制备的电池， 效率 已达12. 2％。 化学气相沉积（CVD ）法就是将衬底加热到适当的温度，然后通以反应气体（如SiH2Cl2、 SiHCl3、SiCl4、SiH4等），在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在衬底表面。这些反 应的温度通常较高，在800～1200℃之间。可以应用再结晶技术提高晶粒尺寸，其具体方法 是：先用低压化学气相沉积（LPCVD ）法在衬底表面形成一层较薄的、重掺杂的非晶硅层， 再用高温将这层非晶硅层退火， 得到较大的晶粒， 用这层较薄的大尺寸多晶硅层作为籽晶层， 在其上面用CVD 法生长厚的多晶硅膜。 这种CVD 法制备多晶硅薄膜太阳电池的关键是寻找一种 较好的再结晶技术。下表是主要几种不同生长
方法的多晶硅薄膜太阳能电池特点的比较结 果。再结晶技术主要有固相晶化（LAR ）法、区熔再结晶（ZMR ）法和激光再结晶（LMC ）法。 固相晶化法需对非晶硅薄膜进行整体加热， 温度要求达到1414℃的硅的熔化点。 该法的缺点 是整体温度较高，晶粒取向散乱，不易形成柱状结晶。区熔再结晶法需将非晶硅整体加热至 1100℃， 再用一个加热条加热局部使其达到熔化状态。 加热条在加热过程中需在非晶硅表面 移动。 激光退火法采用激光束的高温将非晶硅薄膜熔化结晶以得到多晶硅薄膜。 三种方法中 以ZMR 法最成功，日本三菱公司用该法制备的电池，效率已达16. 42％，德国的Fronhaufer 研究所在这方面的研究处于领先水平。 表1 多晶硅薄膜太阳能电池的生长方法及特点对比 生长方法 等离子体 液相外延 化学气相沉积 沉积温度 低 低 高 沉积率 低 低-中 高 结晶质量 差 良好 良好 4研究进展近年来制备多晶硅薄膜材料的工艺技术有很大发展。 用多晶硅薄膜代替ａ-SiGe 作为底 部电池在进一步提高硅基薄膜太阳能电池性能方面显示出许多优势：其带隙可做 1. 12eV ， 与ａ-Si ／ａ-SiGe 薄膜电池相比，ａ-Si ／ploy-Si 薄膜电池能吸收更小能量的太阳光子， 具有更高的转换效率极限；ploy-Si 薄膜没有光致衰退效应。理论计算表明，ploy-Si ／ ploy-Si 叠层电池的效率可达２８％。KneKa 公司设计的ＳＴＡＲ结构的多晶硅薄膜电池， 效率已达 10. 7％＜５μｍ，且无光致衰降现象；另一种 SOI 结构的多晶硅薄膜电池 10cm× 10cm，获得了高达 14. 22％的效率。H . Morikawa 等更制备出了效率高达 16％的多晶硅薄膜 电池。 德国 Fraunhofer 太阳能研究所通过在颗粒硅带上预先沉积一层穿孔隔离层并对沉积 的多晶硅薄膜进行重结晶，制备的多晶硅薄膜太阳电池的效率达到 11。2%。澳大利亚新南 威尔士大学采用热交换法生长的多晶硅制备的多晶硅太阳能电池的转换效率达到 18. 2%， 通 2 北京太阳能研究所在覆盖 SiO2 的重掺 P 型单 改进工艺使其电池转换效率达到 19. 8%(1cm )。 晶硅衬底上制备的多晶硅薄膜太阳电池的效率达到 10. 2%， 重掺杂抛光单晶硅衬底上制备了 效率为 13. 6% 。美国 Astropower 公司采用 LPE 法制备的电池效率达到 12. 2%。 5 优势及不足多晶硅薄膜电池具有上述的效率高、性能稳定及成本低的优点，是降低太阳能电池成 本的最有效的方法，但目前尚存在如下问题：①多晶硅薄膜低温沉积，质量差，薄膜晶粒 尺寸小，电池效率低。②多晶硅薄膜高温沉积，能耗高，尚缺少适于生长优质多晶硅薄膜 的廉价而优良的衬底材料。 6 改进方法今后应着重研发如下问题：①大面积、大晶粒薄膜的生长技术；②进一步提高薄膜的 生长速率；③薄膜缺陷的控制技术；④优质、价廉衬底材料的研发；⑤电池优良设计、表 面结构技术及背反射技术等的研究 四、硅基薄膜太阳电池的研究前景随着科技发展以及环境压力的日益增加， 新能源在能源结构中的比例会越来越大。 在光 伏应用中，硅基薄膜太阳电池有许多特殊的优点，比如：①硅基薄膜电池可在任何形状的衬 底上制作，可直接做成建筑需要的各种形状的太阳电池，可极大地节省安装空间，减少系统 成本。特别是柔性衬底的硅基薄膜电池，轻而柔软，容易安装，在建筑集成市场中具有很大 的竞争力。②可以做成透射部分可见光的硅基薄膜太阳电池，称为Seethrough 型电池，这样 的电池可做为小汽车的太阳顶及房屋的窗玻璃。 ③可在很薄的不锈钢和塑料衬底上制备超轻 量级的硅基薄膜太阳电池。这种电池具有很高的电功率／重量比（300W ／kg ） ，对城市遥感 用平流层气球平台和军用无人驾驶寻航飞机的能源系统具有特殊的应用价值。 由于硅基薄膜 太阳电池的上述优点， 再如上硅基薄膜电池在降低成本方面的巨大潜力， 使其在光伏应用中 占有不可轻视的地位。 五、结论与传统硅基太阳电池相比较，非晶硅太阳电池稳定性差，转换效率在光照下会衰减，但 是制造成本低，在光伏建筑上有极大的优势；多晶硅膜太阳电池，从制备方法上看，低温沉 积，质量差，薄膜晶粒尺寸小，电池效率低；高温沉积，能耗高。但是它保持了晶体硅太阳 电池的高性能和稳定性，而且材料的用量大幅度下降，又明显地降低了电池成本。硅基薄膜 电池的稳定光电转换效率明显偏低，只有10%左右，而传统的晶硅太阳电池转换效率在17% 以上。 可以看出目前硅基薄膜太阳电池在大规模应用上还没有明显的优势， 硅基薄膜电池
技 术还有待成熟。但是薄膜电池诞生才30年，相比其他太阳电池或者新能源技术而言，发展时 间很短，相信未来一定能够克服重重困难，将硅基薄膜电池大规模应用，为生产生活提供源 源不断的动力。
定义： 硅基薄膜太阳电池是对所有以硅为主要材料的薄膜类太阳电池的总称。
材料结构上包括非晶硅、微晶硅，电池结构上包括非晶硅单结、非晶硅/非晶硅双结叠层、非晶硅/微晶硅双结叠层电池，也包括以硅为基础的各种合金材料和电池，例如非晶硅锗电池等。
1. 非晶硅太阳电池（a-Si ）
非晶硅是由化学气相沉积的方法制备的，在真空室内通入硅烷（SiH4）和氢气（H2），通过等离子放电使气体分解，然后沉积在200度左右的玻璃或塑料、不锈钢等衬底上形成非晶硅薄膜。 特点 非晶硅薄膜由于原子排列不整齐，而且存在许多硅的悬键，因此缺陷态非常多，使得载流子迁移率较低，制备的器件效率也较低。 非晶硅太阳电池存在光劣化效应，电池效率存在较严重的衰退，一般情况下初始效率衰退20-25%才能达到稳定。
2. 非晶硅叠层太阳电池（a-Si/a-Si）
制备两个pin 结，形成pin/pin这样的双层结构，两个pin 结串联在一起，而每一个结的非晶硅薄膜可以相对的减薄，提高电子空穴的收集效率、电池的稳定性。而两个pin 结又可以起到充分吸收阳光的作用。 特点 双结非晶/非晶硅薄膜电池比单结电池一般具有较高的效率和稳定性。
3. 微晶硅太阳电池(uc-Si)
通过改变沉积参数来改变沉积材料的结构，VHF-PECVD 来获得微晶硅薄膜较高速率的沉积效果， 特点 具有较好的结构有序性、没有衰退效应、载流子迁移率相对较高，具备晶体硅的稳定性、高效性和非晶硅的低温制备特性等低成本优点。 缺点：是吸收系数比较低，需要比较厚的吸收层。
4. 非晶硅/微晶硅叠层太阳电池
是把非晶硅pin 结和微晶硅pin 结串联在一起，形成叠层电池结构。 特点 这种电池同时具有非晶硅和微晶硅两种材料的优点，既具有高效率有具有高稳定性。
硅太阳能电池
科技名词定义
中文名称：
硅太阳能电池
英文名称： silicon solar cell 定义： 以硅为基体材料的太阳能电池。按硅材料的结晶形态，可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。 应用学科： 电力（一级学科）；可再生能源（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应。
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Si 硅，原子序数14，原子量28.0855， 硅有晶态和无定形两种形式。 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是清洁能源，不产生任何的环境污染。
在太阳能的有效利用当中；大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。
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制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：1、硅太阳能电池；2、以无机盐如砷化镓III-V 化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；3、功能高分子材料制备的太阳能电池；4、纳米晶太阳能电池等。 一、硅太阳能电池 1．硅太阳能电池工作原理与结构 太阳能电池发电的原理主要
是半导体的光电效应，一般的半导体主要结构如下： 硅材料是一种半导体材料，太阳能电池发电的原理主要就是利用这种半导体的光电效应。一般半导体的分子结构是这样的： 上图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。
当硅晶体中掺入其他的杂质，如硼（黑色或银灰色固体，熔点2300℃，沸点3658℃，密度2.34克/厘米，硬度仅次于金刚石，在室温下较稳定，可与氮、碳、硅作用，高温下硼还与许多金属和金属氧化物反应，形成金属硼化物。这些化合物通常是高硬度、耐熔、高导电率和化学惰性的物质。）、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在一个空穴，它的形成可以参照下图说明：
图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子，而黄色的表示掺入的硼原子，因为硼原子周围只有3个电子，所以就会产生如图所示的蓝色的空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成P （positive
）型半导体。 （附，什么是P 型半导体呢？在半导体材料硅或锗晶体中掺入三价元素杂质可构成缺壳粒的P 型半导体，掺入五价元素杂质可构成多余壳粒的N 型半导体。） 同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N （negative ）型半导体。黄色的为磷原子核，红色的为多余的电子，如下图所示：
P 型半导体中含有较多的空穴，而N 型半导体中含有较多的电子，这样，当P 型和N 型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是PN 结。
当P 型和N 型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层，界面的P 型一侧带负电，N 型一侧带正电。这是由于P 型半导体多空穴，N 型半导体多自由电子，出现了浓度差。N 区的电子汇扩散到P 区，
P 区的空穴会扩散到N 区，一旦扩散就形成了一个有N 指向P 的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，从而形成PN 结。当晶片受光后，PN 结中，N 型半导体的空穴往P 型区移动，而P 型区中的电子往N 型区移动，从而形成从N 型区到P 型区的电流。然后在PN 结中形成电势差，这就形成了电源。下面就是这样的电源图。
由于半导体不是电的良导体，电子在通过p-n 结后如果在半导体中流动，电阻非常大，损耗也就非常大。但如果在上层全部涂上金属，阳光就不能通过，电流就不能
产生，因此一般用金属网格覆盖p-n 结（如图 梳状电极），以增加入射光的面积。 另外硅表面非常光亮，会反射掉大量的太阳光，不能被电池利用。为此，科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜（如图），实际工业生产基本都是用化学气相沉积沉积一层氮化硅膜，厚度在1000埃左右。将反射损失减小到5%甚至更小。一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限，于是人们又将很多电池（通常是36个）并联或串联起来使用，形成太阳能光电板。 2．硅太阳能电池的生产流程 通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350～450μm 的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。 上述方法实际消耗的硅材料更多。为了节省材料，目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积（LPCVD ）和等离子增强化学气相沉积（PECVD ）工艺。此外，液相外延法（LPPE ）和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。 化学气相沉积主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4, 为反应气体, 在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上，衬底材料一般选用Si 、SiO2、Si3N4等。但研究发现，在非硅衬底上很难形成较大的晶粒，并且容易在晶粒间形成空隙。解决这一问题办法是先用 LPCVD 在衬底上
沉积一层较薄的非晶硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜，因此，再结晶技术无疑是很重要的一个环节，目前采用的技术主要有固相结晶法和中区熔再结晶法。多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外，另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术，这样制得的太阳能电池转换效率明显提高。 二、纳米晶化学太阳能电池
非晶硅薄膜太阳能电池
在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的，但由于成本居高不下，远不能满足大规模推广应用的要求。为此，人们一直不断在工艺、新材料、电池薄膜化等方面进行探索，而这当中新近发展的纳米TiO2晶体化学能太阳能电池受到国内外科学家的重视。 以染料敏化纳米晶体太阳能电池（DSSCs ）为例，这种电池主要包括镀有透明导电膜的玻璃基底，染料敏化的半导体材料、对电极以及电解质等几部分。 阳极：染料敏化半导体薄膜（TiO2膜） 阴极：镀铂的导电玻璃 电解质：I3/I 如图所示，白色小球表示TiO2，红色小球表示染料分子。染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态，激发态不稳定，电子快速注入到紧邻的TiO2导带，染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿，进入TiO2导带中的电于最终进入导电膜, 然后通过外回路产生光电流。 纳米晶TiO2太阳能电池的优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5～1/10．寿命能达到20年以上。但由于此类电池的研究和开发刚刚起步，估
计不久的将来会逐步走上市场。 三、染料敏化TiO2太阳能电池的手工制作
1. 制作二氧化钛膜 (1)先把二氧化钛粉末放入研钵中与粘合剂进行研磨 (2)接着用玻璃棒缓慢地在导电玻璃上进行涂膜 (3)把二氧化钛膜放入酒精灯下烧结10～15分钟，然后冷却 2. 利用天然染料为二氧化钛着色 如图所示，把新鲜的或冰冻的黑梅、山梅、石榴籽或红茶，加一汤匙的水并进行挤压，然后把二氧化钛膜放进去进行着色，大约需要5分钟，直到膜层变成深紫色，如果膜层两面着色的不均匀，可以再放进去浸泡5分钟，然后用乙醇冲洗，并用柔软的纸轻轻地擦干。 3. 制作正电极 由染料着色的TiO2为电子流出的一极（即负极）。正电极可由导电玻璃的导电面（涂有导电的SnO2膜层）构成，利用一个简单的万用表就可以判断玻璃的那一面是可以导电的，利用手指也可以做出判断，导电面较为粗糙。如图所示，把非导电面标上„+‟，然后用铅笔在导电面上均匀地涂上一层石墨。 4. 加入电解质 利用含碘离子的溶液作为太阳能电池的电解质，它主要用于还原和再生染料。如图所示，在二氧化钛膜表面上滴加一到两滴电解质即可。 5. 组装电池 把
着色后的二氧化钛膜面朝上放在桌上，在膜上面滴一到两滴含碘和碘离子的电解质，然后把正电极的导电面朝下压在二氧化钛膜上。把两片玻璃稍微错开，用两个夹子把电池夹住，两片玻璃暴露在外面的部分用以连接导线。这样，你的太阳能电池就做成了。 6. 电池的测试 在室外太阳光下，检测你的太阳能电池是否可以产生电流。
编辑本段结构 正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。
PN 结
当硅晶体中掺入其他的杂质，如硼、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴，它的形成可以参照下图： 正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示掺入的硼原子，因为硼原子周围只有3个电子，所以就会产生蓝色的空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成P （positive ）型半导体。 同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N （negative ）型半导体。黄色的为磷原子核，红色的为多余的电子。 N 型半导体中含有较多的空穴，而P 型半导体中含有较多的电子，这样，当P 型和N 型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是PN 结。 当P 型和N 型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层) ，界面的P 型一侧带负电，N 型一侧带正电。这是由于P 型半导体多空穴，N 型半导体多自由电子，出现了浓度差。N 区的电子会扩散到P 区，P 区的空穴会扩散到N 区，一旦扩散就形成了一个由N 指向P 的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是PN 结。 当晶片受光后，PN 结中，N 型半导体的空穴往P 型区移动，而P 型区中的电子往N 型区移动，从而形成从N 型区到P 型区的电流。然后在PN 结中形成电势差，这就形成了电源 由于半导体不是电的良导体，电子在通过p －n 结后如果在半导体中流动，电阻非常大，损耗也就非常大。但如果在上层全部涂上金属，阳光就不能通过，电流就不能产生，因此一般用金属网格覆盖p －n 结（如图 梳状电极），以增加入射光的面积。
原理图
另外硅表面非常光亮，会反射掉大量的太阳光，不能被电池利用。为此，科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜（如图），将反射损失减小到5%甚至更小。一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限，于是人们又将很多电池（通常是36个）并联或串联起来使用，形成太阳能光电板。
编辑本段发电原理 太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅， 非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现已晶体硅为例描述光发电过程。 P 型晶体硅经过掺杂磷可得N 型硅，形成P-N 结。 当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收; 光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N 结两侧集聚形成了电位
差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。
编辑本段生产流程 通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350～450μm 的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。 上述方法实际消耗的硅材料更多。为了节省材料，目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积（LPCVD ）和等离子增强化学气相沉积（PECVD ）工艺。此外，液相外延法（LPPE ）
生产线
化学气相沉积主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4, 为反应气体, 在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上，衬底材料一般选用Si 、SiO2、
Si3N4等。但研究发现，在非硅衬底上很难形成较大的晶粒，并且容易在晶粒间形成空隙。解决这一问题办法是先用 LPCVD 在衬底上沉积一层较薄的非晶硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜，因此，再结晶技术无疑是很重要的一个环节，目前采用的技术主要有固相结晶法和中区熔再结晶法。多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外，另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术，这样制得的太阳能电池转换效率明
国际市场硅原材料持续紧张的背景下，薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点，目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS ）、碲化镉薄膜太阳能电池（CdTe ）。相较于硅基薄膜太阳能电池，后两者污染大、腐蚀性强，导致电池组件衰退率高。而铟镓元素的稀缺性也加剧了薄膜电池成本的急剧攀升，大规模生产的成本相对较高。
中国产业信息网发布的《2011-2015年中国硅基薄膜太阳能电池市场全景调查及未来发展趋势报告》共十二章。首先介绍了硅基薄膜太阳能电池相关概述、中国硅基薄膜太阳能电池市场运行环境等，接着分析了中国硅基薄膜太阳能电池市场发展的现状，然后介绍了中国硅基薄膜太阳能电池重点区域市场运行形势。随后，报告对中国硅基薄膜太阳能电池重点企业经营状况分析，最后分析了中国硅基薄膜太阳能电池行业发展趋势与投资预测。您若想对硅基薄膜太阳能电池产业有个系统的了解或者想投资硅基薄膜太阳能电池行业，本报告是您不可或缺的重要工具。
本研究报告数据主要采用国家统计数据，海关总署，问卷调查数据，商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局，部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据，企业数据主要来自于国统计局规模企业统计数据库及证券交易所等，价格数据主要来自于各类市场监测数据库。
第一章 硅基薄膜太阳能电池相关概述
第一节 太阳能电池简述
一、太阳能电池特点
二、太阳能电池的分类
三、太阳能电池的原理
四、各类太阳电池的特点
五、太阳电池组装工艺简介
第二节 薄膜太阳能电池简述
一、薄膜太阳能电池特点
二、薄膜太阳能分类
三、薄膜太阳电池电性测试分析
四、薄膜太阳能电池与建筑结合的作用
第三节 硅基薄膜太阳能电池阐述
一、硅基薄膜太阳能电池特点
二、硅基薄膜太阳能电池分类和用途
三、硅基薄膜太阳能电池产业链结构
四、硅基薄膜和其他太阳能电池区别
第二章 2010-2011年世界薄膜太阳能电池产业运行透析
第一节 2010-2011年世界薄膜太阳能电池行业发展分析
一、世界薄膜太阳能电池亮点聚焦
二、全球薄膜太阳能电池产量情况
三、薄膜太阳能电池市场主流分析
四、薄膜太阳能电池市场变化分析
第二节 2010-2011年全球薄膜太阳能电池部分国家及地区运行分析
一、美国
1、卷带式薄膜太阳能电池美国研发成功
2、美国机构下调薄膜太阳能电池市场预测
二、日本
1、日本薄膜太阳能电池产能分析
2、日本印刷研发出新型有机薄膜太阳能电池
3、日本家用薄膜型太阳能电池销售分析
三、其它国家分析
1、英国
2、捷克
3、瑞士
4、韩国
第三章 2010-2011年中国薄膜太阳能电池行业发展动态分析
第一节 2010-2011年中国薄膜太阳能电池发展现状分析
一、中国薄膜太阳能电池发展状况
二、硅基薄膜太阳能电池发展状况
三、中国多晶硅薄膜太阳电池的发展状况
四、2010-2011年中国薄膜太阳能电池生产发展新情况
第二节 2010-2011年中国薄膜太阳能电池市场分析
一、薄膜太阳能电池市场成本与前景优势分析
二、2010-2011年中国薄膜太阳能电池市场分析
三、中国薄膜太阳能电池市场发展前景
第三节 2010-2011年中国各地区薄膜太阳能电池新发展与新项目分析
一、北京市
二、广州市
三、江西上饶县
四、河南郑州市
五、扬州市
六、江苏永兴市
七、台湾省
八、南京市
第四章 2010-2011年国内外硅基薄膜太阳能电池运行形势分析
第一节 2010-2011年全球硅基薄膜太阳能电池动态分析
一、杜邦太阳能硅基薄膜光电组件生产启动
二、通用将与PrimeStar 合作致力于薄膜光伏开发
第二节 2010-2011年全球硅基薄膜太阳能电池技术研究
一、薄膜太阳能电池技术的发展情况
二、薄膜硅太阳能电池DEZn 输送系统技术分析
三、2010-2011年中国薄膜太阳能电池技术发展新情况
四、提高硅薄膜太阳能电池的效率技术
第三节 2011-2015年全球硅基薄膜太阳能电池前景预测
第五章 2010-2011年中国硅基薄膜太阳能电池运行形势分析
第一节 2010-2011年中国硅基薄膜太阳能电池产业亮点分析
一、新奥5.7㎡双结硅基薄膜太阳能电池板亮相SNEC 展会
二、南开大学与钧石成立硅基薄膜太阳能电池实验室
三、汉能控股集团河源薄膜太阳能电池项目取得新进展
第二节 2010-2011年中国硅基薄膜太阳能电池技术研究
一、不同类型太阳能电池技术发展简析
1、单/多晶硅电池
2、非晶硅/微晶硅薄膜太阳能电池
3、染料敏化TiO2太阳能电池
4、化合物太阳能电池
5、铜铟镓硒薄膜太阳能电池
二、各种优势太阳能电池技术探讨
三、薄膜太阳能电池技术发展分析
1、非晶/微晶硅薄膜太阳能电池的生产流程
2、高效CDTE 和CIGS 薄膜太阳能电池技术研究
3、提高薄膜太阳能电池效率及其技术分析
第六章 2010-2011年中国硅基（A-Si ）薄膜电池市场运行态势分析
第一节 2010-2011年中国硅基（A-Si ）薄膜电池市场生产力情况
一、全球首条双线双结大面积硅基高效薄膜太阳能电池项目竣工
二、国内首块超大型双结硅基薄膜太阳能电池下线
三、大型薄膜太阳能电池项目在广东奠基
四、低成本硅基薄膜太阳能电池及产业化应用
第二节 2010-2011年中国硅基（A-Si ）薄膜电池市场需求情况分析
一、硅基薄膜中国各企业市场份额
二、全球及中国硅基薄膜电池需求量综述
三、硅基薄膜电池供需关系
四、硅基薄膜电池成本 价格 产值 转换率
第七章 2010-2011年全球硅基薄膜（A-Si （单双三结）非晶/微晶）核心企业探讨
第一节 UnitedSolarOvonic（EnergyConversionDevices ）美国
第二节 KanekaSolartech日本
第三节 SharpThinFilm日本
第四节 MHI(MitsubishiHeavyIndustries)日本
第七节 SanyoAmorton日本
第八节 Sinonar大丰能源科技（台湾竹南）
第九节 SchottSolarThinFilm德国
第十节 EPVSolar美国
第十一节 DCChemical韩国
第十二节 CSGSolar德国
第十三节 FujiElectricSystems富士电机（日本）
第十四节 PolarPV普乐新能源（安徽蚌埠）
第十五节 ErsolThinFilm德国
第十六节 SunfilmAG德国
第十七节 SignetSolar美国
第十八节 SolarMorph新加坡
第十九节 MoserBaerPhotoVoltaic印度
第二十节 T-SolarGlobal西班牙
第二十一节 GreenEnergyTechnology绿能科技（台湾桃园） 第二十二节 CMC富阳光电（台湾桃园）
第二十三节 宇通光能（台湾台南）
第二十四节 InventuxTechnologiesAG瑞士
第二十五节 Nexpower联相光电（台湾台中）
第二十六节 SunnerSolar旭能光电（台湾台中）
第二十七节 XsunX美国
第二十八节 Formosun鑫笙能源（台湾新竹）
第二十九节 SolarPlus葡萄牙
第三十节 KenmosPV大亿光能（台湾台南）
第三十一节 NanoWin威奈联合科技（台湾台南）
第三十二节 GSSolar欧德生或金太阳（泉州）
第三十三节 中山铨欣照明电器有限公司（中山）
第八章 中国硅基（A-Si ）薄膜电池顶尖企业关键性指标分析
第一节 深圳市拓日新能源科技股份有限公司
一、公司基本情况概述
二、2008-2010年公司成长性分析
三、2008-2010年公司财务能力分析
四、2008-2010年公司偿债能力分析
五、2008-2010年公司现金流量分析表
六、2008-2010年公司经营能力分析
七、2008-2010年公司盈利能力分析
第二节 江西赣能股份有限公司
一、公司基本情况概述
二、2008-2010年公司成长性分析
三、2008-2010年公司财务能力分析
四、2008-2010年公司偿债能力分析
五、2008-2010年公司现金流量分析表
六、2008-2010年公司经营能力分析
七、2008-2010年公司盈利能力分析
第三节 无锡尚德太阳能电力有限公司
一、公司基本概述
二、公司主要经营数据指标分析
三、公司竞争力分析
四、公司发展战略分析
第四节 深圳市创益科技发展有限公司
一、公司基本概述
二、公司主要经营数据指标分析
三、公司竞争力分析
四、公司发展战略分析
第五节 深圳日月环太阳能实业有限公司
一、公司基本概述
二、公司主要经营数据指标分析
三、公司竞争力分析
四、公司发展战略分析
第六节 天津市津能电池科技有限公司
一、公司基本概述
二、公司主要经营数据指标分析
三、公司竞争力分析
四、公司发展战略分析
第九章 2010-2011年中国硅基薄膜在建拟建项目新进展
第一节 汉能集团（广东河源）
第二节 中国保绿能源（河南郑州）
第三节 东旭集团（成都）
第四节 台湾大同集团（山东潍坊）
第五节 江苏绿洲新能源（镇江）
第六节 远东光伏（江西上饶）
第七节 斯若普能源（江西宜春）
第八节 LG（韩国）
第九节 Moncada（意大利Campofranco ）
第十节 中特集团（重庆綦江）
第十一节 KSK Surya Photovoltaic Venture（印度a-Si Tandem） 第十二节 China City Investments（中国大连 a-Si Tandem） 第十三节 Anwell宏威科技（河南 a-Si Tandem）
第十四节 Masdar PV（德国 a-Si Tandem）
第十五节 HelioSphera（希腊 a-Si/uc-Si Tandem）
第十章 2010-2011年中国硅基薄膜设备提供商研究
第一节 应用材料（美国）
第二节 欧瑞康（瑞士）
第三节 日本真空（日本）
第四节 Solar Thin Film（匈牙利）
第五节 Anwell（香港）
第六节 深圳纳光
第七节 北仪创新
第八节 均豪（台湾）
第九节 铂阳精工（香港）
第十一章 2011-2015年中国硅基薄膜电池项目投资可行性研究
第一节 中国硅基薄膜电池行业投资概况
一、硅基薄膜电池行业投资特性
二、硅基薄膜电池具有良好的投资价值
三、硅基薄膜电池投资政策导向
第二节 2011-2015年中国硅基薄膜电池投资机会分析
一、硅基薄膜电池投资热点
二、硅基薄膜电池投资吸引力分析
第三节 2011-2015年中国硅基薄膜电池投资风险及防范
一、技术风险分析
二、金融风险分析
三、政策风险分析
四、竞争风险分析
第四节 投资薄膜太阳能电池需理性决策
第十二章 2011-2015年中国硅基薄膜电池产业前景预测
第一节 2011-2015年中国太阳能光伏行业发展趋势与预测
一、太阳能光伏发电系统的发展趋势
二、中国光伏产业发展趋势
三、中国光伏新能源供需趋势
四、2011-2015年中国太阳能光伏市场预测分析
第二节 2011-2015年中国薄膜太阳能电池发展前景
一、全球薄膜太阳能电池发展前景分析
二、薄膜太阳能电池商业性开发前景分析
三、中国薄膜太阳能电池市场潜力
第三节 2011-2015年中国薄膜太阳能电池市场发展趋势与预测
一、未来薄膜太阳能电池行业发展趋势
二、太阳能电池市场发展预测
三、薄膜太阳能电池行业发展预测
四、薄膜太阳能电池市场销售预测
五、薄膜太阳能电池市场发展趋势
六、全球薄膜太阳能电池市场需求预测
硅基薄膜太阳能电池的发展现状与未来发展趋势
硅基薄膜太阳电池的研究现状及 硅基薄膜太阳电池的研究现状及前景 薄膜太阳电池的研究现状摘要：本文着重介绍了非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池原理、制备方法，从材料、工艺 摘要 与转换效率等方面讨论了它们的优势和不足之处，并提出改进方法。同时介绍了国内外硅 基薄膜太阳电池研究的进展，最后展望了薄膜太阳能电池的发展前景。 关键词：太阳能电池；薄膜电池；非晶硅；多晶硅；微晶硅；光伏建筑；最新进展 关键词 一、引言太阳电池是目前主要的新能源技术之一， 它利用半导体的光电效应将光能直接装换为电 能。目前太阳电池主要有传统的（第一代）单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、碲化镉 电池、铜铟硒电池以及新型的（第二代）薄膜电池。薄膜太阳电池可以使用其他材料当基板 来制造，薄膜厚度仅需数μm，较传统太阳能电池大幅减少原料的用量。目前光伏发电的成 本与煤电的差距还是比较大， 其中主要的一项就是原材料即的价格。 薄膜太阳电池消耗材料 少，降低成本方面的巨大潜力。薄膜太阳能电池的种类包括： 非晶硅(a-Si)、多晶硅 (poly-Si)、 化合物 半导体 II-IV 族 [CdS、 CdTe(碲 化镉 ) 、 CuInSe2] 、色素 敏化 染料 (Dye-Sensitized Solar Cell)、 有机导电高分子(Organic/polymer solar cells) 、 CIGS (铜 铟硒化物) 等。如果要将太阳电池大规模应用为生活生产提供能源，那么必须选择地球上含 量丰富，能大规模生产并且性能稳定的半导体材料，硅基薄膜电池的优越性由此凸显。 本文主要综述硅基薄膜太阳电池（包括多晶硅薄膜电池、非晶硅薄膜电池）的发展现状 及并简要分析其发展前景。 二、非晶硅(a-Si)薄膜太阳电池 非晶硅(a-Si) (a 非晶硅太阳电池是上世纪 70 年代中期发展起来的一种薄膜太阳电池，它制备温度低， 用材少，便于工业化生产，价格低廉，因而受到高度重视。现阶段非晶硅太阳电池的转换效 率已从 1976 年的 1%~2%提高到稳定的 12~14%， 其中 10cmХ10cm 电池的转换效率为 10. 6%. 小 面积的单结的电池转换效率已超过 13%。 1 原理及结构 图 1 非晶硅太阳电池结构 图 2 非晶硅太阳电池组件 非晶硅太阳电池主要是以玻璃、不锈钢等为衬底的薄膜太阳电池，结构如图 1 所示。为 减少串联电阻，通常用激光器将 TCO 膜、非晶硅(A-si)膜和铝(Al)电极膜分别切割成条状， 如图 2 所示。 图 3 非晶硅太阳电池组件结构 图 4 非晶硅太阳电池制备过程 由于太阳光谱分布较宽， 现有的半导体材料只能在一有限波段转换太阳能量， 所以单结 太阳电池不能充分利用太阳能。 采用分波段利用太阳能光谱的叠层电池结构则是比较有效提 高光电转换效率的方法。叠层太阳电池的结构见图 3。目前常规的叠层电池结构包括 a-Si/a-SiGe,a-Si/a-Si/a-SiGe,a-Si/a-SiGe/a-SiGe,a-SiC/a-Si/a-SiGe 等。 2 制备方法图 4 是非晶硅太阳电池制备方法示意图，把硅烷(SiH4)等原料气体入真空度保持在 10—1000Pa 的反应室中，射频(RF)电场产生辉光放电，原料气体被分解，在玻璃或者不锈 钢等衬底上形成非晶硅薄膜材料。 如果原料气体中混入硅烷(B2H6)即能生成 P 型非晶硅, 混入 磷烷(PH3)即能生成 N 型非晶硅。为得到性能良好的太阳电池，避免反应室内壁和电极上残 存的杂质掺入到电池中， 一般都利用隔离的连续等离子反应制造装置， P,I,N 各层分别在 即 专用的反应室内沉积。 3 优势及不足非晶硅太阳电池应用优势具体如下：（1）材料和制造工艺成本低。（2）易于大规模生 产。（3）具备弱光发电的性能，该性能使得非晶硅薄膜电池受风沙、雨雪等天气的影响很 小，发电时间延长。（4）非晶硅电池工作中不受环境的影响，而晶体硅电池如果其中一小 部分被遮挡，会产生孤岛效应，这将极大的降低整个组件的功率输出。（6）具有透光性， 而且组件能更好的融合于建筑，在光伏建筑一体化（BIPV ）上
具有很大的优势。 非晶硅太阳电池主要缺点有两个， 一是它的不稳定性， 即光电转换效率会随着光照时间 的延续而衰减，另外光电转换效率也比较低，一般在８％到１０％之间。 4 改进方法主要是要降低其衰减程度。非晶硅及其合金的光暗电导率随光照时间加长而减小，经 170~200 ℃温度2h ，又可恢复原状，这种现象称为S-W 效应。非晶硅太阳电池光衰退的主要 因素是I 层的S-W 效应。因此要提高非硅太阳电池的稳定效率，首先要获得高稳定性的I 层的 a-Si:H材料。方法如下：采用分室沉积技术和高真空反应室消除杂质污染；在制备方法方面 分别采用了电子回旋共振化学气相沉积(ECR一CVD) 、 氢根化学气相沉积(HR一CVD) 、 热丝(HW) 法沉积和三极管系统；在制备工艺方面采用了H 等离子体化学退火法、H2稀释法、He 稀释法 和掺氟法。采用这些制备技术和制备工艺的主要目的都是为了减少非晶硅膜中的H 含量和缺 陷态密度， 使其形成稳定的Si-Si 键和Si-H 键网络结构。 比如， 用常规PECVD 技术制备的a-Si:H 膜中含有约10%的H ， 而用化学退火法制备的a-Si:H膜的含H 量小于9%， 用热丝法制备的a-Si:H 膜的含H 量只有1%~2% 。 另外与微晶硅结合生成非晶硅／微晶硅异质结太阳电池也是目前非晶硅薄膜电池研究 的主要方向， 这种电池不仅继承了非晶硅电池的优点， 而且可以延缓非晶硅电池的效率随光 照衰减的速度。 三、多晶硅(poly-Si)薄膜太阳电池 多晶硅(poly-Si)薄膜太阳电池 (poly 1原理介绍多晶硅薄膜由许多大小不等， 具有不同晶面取向的小晶粒构成。 其晶粒尺寸一般约在几 十至几百纳米级， 大颗粒尺寸可达微米级。 多晶硅薄膜太阳电池保持了晶体硅太阳电池的稳 定性， 大幅度降低了硅料的用量， 还可以生长在廉价的衬底材料上， 明显地降低了电池成本 。 多晶硅薄膜电池的研究重点有两方面，一是电池衬底的选择，二是制备方法。 2 选择衬底 (1)非硅衬底多晶硅薄膜太阳电池 非硅衬底可以大幅度降低成本，但是所获得的多晶硅薄膜晶粒较小，工艺要求比较高。 图4所示的日本Kaneka 公司的STAR 太阳电池就属于这类电池。 它利用CVD 技术在玻璃衬底上生 长2nm 厚的非晶硅薄膜，然后在氢原子气氛中进行重结晶，不断重复上述过程，直到底层完 全晶化，再在已晶化的底层上沉积多晶硅薄膜。STAR 太阳电池的效率达到10．1％。 (2)低品质硅衬底多晶硅薄膜电池 采用低品质硅带为衬底， 可以直接外延生长多晶硅薄膜， 并且可得到具有较大颗粒尺寸 的多晶硅薄膜，工艺简单，效率较高，易于实现大规模工业化。图5说是的就是一种以SSP 硅带为衬底的多晶硅薄膜太阳电池。 在不使用钝化和陷光技术的前提下， 电池的转换效率达 到了8．25％。在此基础上，通过在颗粒硅带上预先沉积一层穿孔隔离层并对沉积的多晶硅 薄膜进行重结晶，制备的多晶硅薄膜太阳电池的效率达到11．2％。 图4 STAR太阳电池 图5 SSP 衬底上的多晶硅薄膜太阳电池 3制备方法目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法(CVD)，等离子增强化学气相沉积 (PECVD)，液相外延法(LPPE)和区熔再结晶法(ZMR)法、等离子喷涂法(PSM)、叠层法、固相 结晶法(SPC)也可用来制备多晶硅薄膜电池。 等离子增强化学气相沉积 （PECVD ） 法是利用PECVD 技术在非硅衬底上制备晶粒较小的多 晶硅薄膜的一种方法，其制备温度很低（100—200℃），晶粒小（～10－7m 量级）。目前最 高效率达10. 7％。该方法存在生长速度太慢以及薄膜极易受损等问题，有待今后研究改进。 液相外延（LPE ）法通过将硅熔融在母液里，降低温度使硅析出成膜。美国Astro Power 公司和德国Max-Plank 研究所对这一技术进行了深入的研究， 前者用LPE 法制备的电池， 效率 已达12. 2％。 化学气相沉积（CVD ）法就是将衬底加热到适当的温度，然后通以反应气体（如SiH2Cl2、 SiHCl3、SiCl4、SiH4等），在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在衬底表面。这些反 应的温度通常较高，在800～1200℃之间。可以应用再结晶技术提高晶粒尺寸，其具体方法 是：先用低压化学气相沉积（LPCVD ）法在衬底表面形成一层较薄的、重掺杂的非晶硅层， 再用高温将这层非晶硅层退火， 得到较大的晶粒， 用这层较薄的大尺寸多晶硅层作为籽晶层， 在其上面用CVD 法生长厚的多晶硅膜。 这种CVD 法制备多晶硅薄膜太阳电池的关键是寻找一种 较好的再结晶技术。下表是主要几种不同生长
方法的多晶硅薄膜太阳能电池特点的比较结 果。再结晶技术主要有固相晶化（LAR ）法、区熔再结晶（ZMR ）法和激光再结晶（LMC ）法。 固相晶化法需对非晶硅薄膜进行整体加热， 温度要求达到1414℃的硅的熔化点。 该法的缺点 是整体温度较高，晶粒取向散乱，不易形成柱状结晶。区熔再结晶法需将非晶硅整体加热至 1100℃， 再用一个加热条加热局部使其达到熔化状态。 加热条在加热过程中需在非晶硅表面 移动。 激光退火法采用激光束的高温将非晶硅薄膜熔化结晶以得到多晶硅薄膜。 三种方法中 以ZMR 法最成功，日本三菱公司用该法制备的电池，效率已达16. 42％，德国的Fronhaufer 研究所在这方面的研究处于领先水平。 表1 多晶硅薄膜太阳能电池的生长方法及特点对比 生长方法 等离子体 液相外延 化学气相沉积 沉积温度 低 低 高 沉积率 低 低-中 高 结晶质量 差 良好 良好 4研究进展近年来制备多晶硅薄膜材料的工艺技术有很大发展。 用多晶硅薄膜代替ａ-SiGe 作为底 部电池在进一步提高硅基薄膜太阳能电池性能方面显示出许多优势：其带隙可做 1. 12eV ， 与ａ-Si ／ａ-SiGe 薄膜电池相比，ａ-Si ／ploy-Si 薄膜电池能吸收更小能量的太阳光子， 具有更高的转换效率极限；ploy-Si 薄膜没有光致衰退效应。理论计算表明，ploy-Si ／ ploy-Si 叠层电池的效率可达２８％。KneKa 公司设计的ＳＴＡＲ结构的多晶硅薄膜电池， 效率已达 10. 7％＜５μｍ，且无光致衰降现象；另一种 SOI 结构的多晶硅薄膜电池 10cm× 10cm，获得了高达 14. 22％的效率。H . Morikawa 等更制备出了效率高达 16％的多晶硅薄膜 电池。 德国 Fraunhofer 太阳能研究所通过在颗粒硅带上预先沉积一层穿孔隔离层并对沉积 的多晶硅薄膜进行重结晶，制备的多晶硅薄膜太阳电池的效率达到 11。2%。澳大利亚新南 威尔士大学采用热交换法生长的多晶硅制备的多晶硅太阳能电池的转换效率达到 18. 2%， 通 2 北京太阳能研究所在覆盖 SiO2 的重掺 P 型单 改进工艺使其电池转换效率达到 19. 8%(1cm )。 晶硅衬底上制备的多晶硅薄膜太阳电池的效率达到 10. 2%， 重掺杂抛光单晶硅衬底上制备了 效率为 13. 6% 。美国 Astropower 公司采用 LPE 法制备的电池效率达到 12. 2%。 5 优势及不足多晶硅薄膜电池具有上述的效率高、性能稳定及成本低的优点，是降低太阳能电池成 本的最有效的方法，但目前尚存在如下问题：①多晶硅薄膜低温沉积，质量差，薄膜晶粒 尺寸小，电池效率低。②多晶硅薄膜高温沉积，能耗高，尚缺少适于生长优质多晶硅薄膜 的廉价而优良的衬底材料。 6 改进方法今后应着重研发如下问题：①大面积、大晶粒薄膜的生长技术；②进一步提高薄膜的 生长速率；③薄膜缺陷的控制技术；④优质、价廉衬底材料的研发；⑤电池优良设计、表 面结构技术及背反射技术等的研究 四、硅基薄膜太阳电池的研究前景随着科技发展以及环境压力的日益增加， 新能源在能源结构中的比例会越来越大。 在光 伏应用中，硅基薄膜太阳电池有许多特殊的优点，比如：①硅基薄膜电池可在任何形状的衬 底上制作，可直接做成建筑需要的各种形状的太阳电池，可极大地节省安装空间，减少系统 成本。特别是柔性衬底的硅基薄膜电池，轻而柔软，容易安装，在建筑集成市场中具有很大 的竞争力。②可以做成透射部分可见光的硅基薄膜太阳电池，称为Seethrough 型电池，这样 的电池可做为小汽车的太阳顶及房屋的窗玻璃。 ③可在很薄的不锈钢和塑料衬底上制备超轻 量级的硅基薄膜太阳电池。这种电池具有很高的电功率／重量比（300W ／kg ） ，对城市遥感 用平流层气球平台和军用无人驾驶寻航飞机的能源系统具有特殊的应用价值。 由于硅基薄膜 太阳电池的上述优点， 再如上硅基薄膜电池在降低成本方面的巨大潜力， 使其在光伏应用中 占有不可轻视的地位。 五、结论与传统硅基太阳电池相比较，非晶硅太阳电池稳定性差，转换效率在光照下会衰减，但 是制造成本低，在光伏建筑上有极大的优势；多晶硅膜太阳电池，从制备方法上看，低温沉 积，质量差，薄膜晶粒尺寸小，电池效率低；高温沉积，能耗高。但是它保持了晶体硅太阳 电池的高性能和稳定性，而且材料的用量大幅度下降，又明显地降低了电池成本。硅基薄膜 电池的稳定光电转换效率明显偏低，只有10%左右，而传统的晶硅太阳电池转换效率在17% 以上。 可以看出目前硅基薄膜太阳电池在大规模应用上还没有明显的优势， 硅基薄膜电池
技 术还有待成熟。但是薄膜电池诞生才30年，相比其他太阳电池或者新能源技术而言，发展时 间很短，相信未来一定能够克服重重困难，将硅基薄膜电池大规模应用，为生产生活提供源 源不断的动力。
定义： 硅基薄膜太阳电池是对所有以硅为主要材料的薄膜类太阳电池的总称。
材料结构上包括非晶硅、微晶硅，电池结构上包括非晶硅单结、非晶硅/非晶硅双结叠层、非晶硅/微晶硅双结叠层电池，也包括以硅为基础的各种合金材料和电池，例如非晶硅锗电池等。
1. 非晶硅太阳电池（a-Si ）
非晶硅是由化学气相沉积的方法制备的，在真空室内通入硅烷（SiH4）和氢气（H2），通过等离子放电使气体分解，然后沉积在200度左右的玻璃或塑料、不锈钢等衬底上形成非晶硅薄膜。 特点 非晶硅薄膜由于原子排列不整齐，而且存在许多硅的悬键，因此缺陷态非常多，使得载流子迁移率较低，制备的器件效率也较低。 非晶硅太阳电池存在光劣化效应，电池效率存在较严重的衰退，一般情况下初始效率衰退20-25%才能达到稳定。
2. 非晶硅叠层太阳电池（a-Si/a-Si）
制备两个pin 结，形成pin/pin这样的双层结构，两个pin 结串联在一起，而每一个结的非晶硅薄膜可以相对的减薄，提高电子空穴的收集效率、电池的稳定性。而两个pin 结又可以起到充分吸收阳光的作用。 特点 双结非晶/非晶硅薄膜电池比单结电池一般具有较高的效率和稳定性。
3. 微晶硅太阳电池(uc-Si)
通过改变沉积参数来改变沉积材料的结构，VHF-PECVD 来获得微晶硅薄膜较高速率的沉积效果， 特点 具有较好的结构有序性、没有衰退效应、载流子迁移率相对较高，具备晶体硅的稳定性、高效性和非晶硅的低温制备特性等低成本优点。 缺点：是吸收系数比较低，需要比较厚的吸收层。
4. 非晶硅/微晶硅叠层太阳电池
是把非晶硅pin 结和微晶硅pin 结串联在一起，形成叠层电池结构。 特点 这种电池同时具有非晶硅和微晶硅两种材料的优点，既具有高效率有具有高稳定性。
硅太阳能电池
科技名词定义
中文名称：
硅太阳能电池
英文名称： silicon solar cell 定义： 以硅为基体材料的太阳能电池。按硅材料的结晶形态，可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。 应用学科： 电力（一级学科）；可再生能源（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应。
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Si 硅，原子序数14，原子量28.0855， 硅有晶态和无定形两种形式。 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是清洁能源，不产生任何的环境污染。
在太阳能的有效利用当中；大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。
编辑本段分类
制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：1、硅太阳能电池；2、以无机盐如砷化镓III-V 化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；3、功能高分子材料制备的太阳能电池；4、纳米晶太阳能电池等。 一、硅太阳能电池 1．硅太阳能电池工作原理与结构 太阳能电池发电的原理主要
是半导体的光电效应，一般的半导体主要结构如下： 硅材料是一种半导体材料，太阳能电池发电的原理主要就是利用这种半导体的光电效应。一般半导体的分子结构是这样的： 上图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。
当硅晶体中掺入其他的杂质，如硼（黑色或银灰色固体，熔点2300℃，沸点3658℃，密度2.34克/厘米，硬度仅次于金刚石，在室温下较稳定，可与氮、碳、硅作用，高温下硼还与许多金属和金属氧化物反应，形成金属硼化物。这些化合物通常是高硬度、耐熔、高导电率和化学惰性的物质。）、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在一个空穴，它的形成可以参照下图说明：
图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子，而黄色的表示掺入的硼原子，因为硼原子周围只有3个电子，所以就会产生如图所示的蓝色的空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成P （positive
）型半导体。 （附，什么是P 型半导体呢？在半导体材料硅或锗晶体中掺入三价元素杂质可构成缺壳粒的P 型半导体，掺入五价元素杂质可构成多余壳粒的N 型半导体。） 同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N （negative ）型半导体。黄色的为磷原子核，红色的为多余的电子，如下图所示：
P 型半导体中含有较多的空穴，而N 型半导体中含有较多的电子，这样，当P 型和N 型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是PN 结。
当P 型和N 型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层，界面的P 型一侧带负电，N 型一侧带正电。这是由于P 型半导体多空穴，N 型半导体多自由电子，出现了浓度差。N 区的电子汇扩散到P 区，
P 区的空穴会扩散到N 区，一旦扩散就形成了一个有N 指向P 的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，从而形成PN 结。当晶片受光后，PN 结中，N 型半导体的空穴往P 型区移动，而P 型区中的电子往N 型区移动，从而形成从N 型区到P 型区的电流。然后在PN 结中形成电势差，这就形成了电源。下面就是这样的电源图。
由于半导体不是电的良导体，电子在通过p-n 结后如果在半导体中流动，电阻非常大，损耗也就非常大。但如果在上层全部涂上金属，阳光就不能通过，电流就不能
产生，因此一般用金属网格覆盖p-n 结（如图 梳状电极），以增加入射光的面积。 另外硅表面非常光亮，会反射掉大量的太阳光，不能被电池利用。为此，科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜（如图），实际工业生产基本都是用化学气相沉积沉积一层氮化硅膜，厚度在1000埃左右。将反射损失减小到5%甚至更小。一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限，于是人们又将很多电池（通常是36个）并联或串联起来使用，形成太阳能光电板。 2．硅太阳能电池的生产流程 通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350～450μm 的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。 上述方法实际消耗的硅材料更多。为了节省材料，目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积（LPCVD ）和等离子增强化学气相沉积（PECVD ）工艺。此外，液相外延法（LPPE ）和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。 化学气相沉积主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4, 为反应气体, 在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上，衬底材料一般选用Si 、SiO2、Si3N4等。但研究发现，在非硅衬底上很难形成较大的晶粒，并且容易在晶粒间形成空隙。解决这一问题办法是先用 LPCVD 在衬底上
沉积一层较薄的非晶硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜，因此，再结晶技术无疑是很重要的一个环节，目前采用的技术主要有固相结晶法和中区熔再结晶法。多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外，另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术，这样制得的太阳能电池转换效率明显提高。 二、纳米晶化学太阳能电池
非晶硅薄膜太阳能电池
在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的，但由于成本居高不下，远不能满足大规模推广应用的要求。为此，人们一直不断在工艺、新材料、电池薄膜化等方面进行探索，而这当中新近发展的纳米TiO2晶体化学能太阳能电池受到国内外科学家的重视。 以染料敏化纳米晶体太阳能电池（DSSCs ）为例，这种电池主要包括镀有透明导电膜的玻璃基底，染料敏化的半导体材料、对电极以及电解质等几部分。 阳极：染料敏化半导体薄膜（TiO2膜） 阴极：镀铂的导电玻璃 电解质：I3/I 如图所示，白色小球表示TiO2，红色小球表示染料分子。染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态，激发态不稳定，电子快速注入到紧邻的TiO2导带，染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿，进入TiO2导带中的电于最终进入导电膜, 然后通过外回路产生光电流。 纳米晶TiO2太阳能电池的优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5～1/10．寿命能达到20年以上。但由于此类电池的研究和开发刚刚起步，估
计不久的将来会逐步走上市场。 三、染料敏化TiO2太阳能电池的手工制作
1. 制作二氧化钛膜 (1)先把二氧化钛粉末放入研钵中与粘合剂进行研磨 (2)接着用玻璃棒缓慢地在导电玻璃上进行涂膜 (3)把二氧化钛膜放入酒精灯下烧结10～15分钟，然后冷却 2. 利用天然染料为二氧化钛着色 如图所示，把新鲜的或冰冻的黑梅、山梅、石榴籽或红茶，加一汤匙的水并进行挤压，然后把二氧化钛膜放进去进行着色，大约需要5分钟，直到膜层变成深紫色，如果膜层两面着色的不均匀，可以再放进去浸泡5分钟，然后用乙醇冲洗，并用柔软的纸轻轻地擦干。 3. 制作正电极 由染料着色的TiO2为电子流出的一极（即负极）。正电极可由导电玻璃的导电面（涂有导电的SnO2膜层）构成，利用一个简单的万用表就可以判断玻璃的那一面是可以导电的，利用手指也可以做出判断，导电面较为粗糙。如图所示，把非导电面标上„+‟，然后用铅笔在导电面上均匀地涂上一层石墨。 4. 加入电解质 利用含碘离子的溶液作为太阳能电池的电解质，它主要用于还原和再生染料。如图所示，在二氧化钛膜表面上滴加一到两滴电解质即可。 5. 组装电池 把
着色后的二氧化钛膜面朝上放在桌上，在膜上面滴一到两滴含碘和碘离子的电解质，然后把正电极的导电面朝下压在二氧化钛膜上。把两片玻璃稍微错开，用两个夹子把电池夹住，两片玻璃暴露在外面的部分用以连接导线。这样，你的太阳能电池就做成了。 6. 电池的测试 在室外太阳光下，检测你的太阳能电池是否可以产生电流。
编辑本段结构 正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。
PN 结
当硅晶体中掺入其他的杂质，如硼、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴，它的形成可以参照下图： 正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示掺入的硼原子，因为硼原子周围只有3个电子，所以就会产生蓝色的空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成P （positive ）型半导体。 同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N （negative ）型半导体。黄色的为磷原子核，红色的为多余的电子。 N 型半导体中含有较多的空穴，而P 型半导体中含有较多的电子，这样，当P 型和N 型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是PN 结。 当P 型和N 型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层) ，界面的P 型一侧带负电，N 型一侧带正电。这是由于P 型半导体多空穴，N 型半导体多自由电子，出现了浓度差。N 区的电子会扩散到P 区，P 区的空穴会扩散到N 区，一旦扩散就形成了一个由N 指向P 的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是PN 结。 当晶片受光后，PN 结中，N 型半导体的空穴往P 型区移动，而P 型区中的电子往N 型区移动，从而形成从N 型区到P 型区的电流。然后在PN 结中形成电势差，这就形成了电源 由于半导体不是电的良导体，电子在通过p －n 结后如果在半导体中流动，电阻非常大，损耗也就非常大。但如果在上层全部涂上金属，阳光就不能通过，电流就不能产生，因此一般用金属网格覆盖p －n 结（如图 梳状电极），以增加入射光的面积。
原理图
另外硅表面非常光亮，会反射掉大量的太阳光，不能被电池利用。为此，科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜（如图），将反射损失减小到5%甚至更小。一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限，于是人们又将很多电池（通常是36个）并联或串联起来使用，形成太阳能光电板。
编辑本段发电原理 太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅， 非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现已晶体硅为例描述光发电过程。 P 型晶体硅经过掺杂磷可得N 型硅，形成P-N 结。 当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收; 光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N 结两侧集聚形成了电位
差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。
编辑本段生产流程 通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350～450μm 的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。 上述方法实际消耗的硅材料更多。为了节省材料，目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积（LPCVD ）和等离子增强化学气相沉积（PECVD ）工艺。此外，液相外延法（LPPE ）
生产线
化学气相沉积主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4, 为反应气体, 在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上，衬底材料一般选用Si 、SiO2、
Si3N4等。但研究发现，在非硅衬底上很难形成较大的晶粒，并且容易在晶粒间形成空隙。解决这一问题办法是先用 LPCVD 在衬底上沉积一层较薄的非晶硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜，因此，再结晶技术无疑是很重要的一个环节，目前采用的技术主要有固相结晶法和中区熔再结晶法。多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外，另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术，这样制得的太阳能电池转换效率明
国际市场硅原材料持续紧张的背景下，薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点，目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS ）、碲化镉薄膜太阳能电池（CdTe ）。相较于硅基薄膜太阳能电池，后两者污染大、腐蚀性强，导致电池组件衰退率高。而铟镓元素的稀缺性也加剧了薄膜电池成本的急剧攀升，大规模生产的成本相对较高。
中国产业信息网发布的《2011-2015年中国硅基薄膜太阳能电池市场全景调查及未来发展趋势报告》共十二章。首先介绍了硅基薄膜太阳能电池相关概述、中国硅基薄膜太阳能电池市场运行环境等，接着分析了中国硅基薄膜太阳能电池市场发展的现状，然后介绍了中国硅基薄膜太阳能电池重点区域市场运行形势。随后，报告对中国硅基薄膜太阳能电池重点企业经营状况分析，最后分析了中国硅基薄膜太阳能电池行业发展趋势与投资预测。您若想对硅基薄膜太阳能电池产业有个系统的了解或者想投资硅基薄膜太阳能电池行业，本报告是您不可或缺的重要工具。
本研究报告数据主要采用国家统计数据，海关总署，问卷调查数据，商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局，部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据，企业数据主要来自于国统计局规模企业统计数据库及证券交易所等，价格数据主要来自于各类市场监测数据库。
第一章 硅基薄膜太阳能电池相关概述
第一节 太阳能电池简述
一、太阳能电池特点
二、太阳能电池的分类
三、太阳能电池的原理
四、各类太阳电池的特点
五、太阳电池组装工艺简介
第二节 薄膜太阳能电池简述
一、薄膜太阳能电池特点
二、薄膜太阳能分类
三、薄膜太阳电池电性测试分析
四、薄膜太阳能电池与建筑结合的作用
第三节 硅基薄膜太阳能电池阐述
一、硅基薄膜太阳能电池特点
二、硅基薄膜太阳能电池分类和用途
三、硅基薄膜太阳能电池产业链结构
四、硅基薄膜和其他太阳能电池区别
第二章 2010-2011年世界薄膜太阳能电池产业运行透析
第一节 2010-2011年世界薄膜太阳能电池行业发展分析
一、世界薄膜太阳能电池亮点聚焦
二、全球薄膜太阳能电池产量情况
三、薄膜太阳能电池市场主流分析
四、薄膜太阳能电池市场变化分析
第二节 2010-2011年全球薄膜太阳能电池部分国家及地区运行分析
一、美国
1、卷带式薄膜太阳能电池美国研发成功
2、美国机构下调薄膜太阳能电池市场预测
二、日本
1、日本薄膜太阳能电池产能分析
2、日本印刷研发出新型有机薄膜太阳能电池
3、日本家用薄膜型太阳能电池销售分析
三、其它国家分析
1、英国
2、捷克
3、瑞士
4、韩国
第三章 2010-2011年中国薄膜太阳能电池行业发展动态分析
第一节 2010-2011年中国薄膜太阳能电池发展现状分析
一、中国薄膜太阳能电池发展状况
二、硅基薄膜太阳能电池发展状况
三、中国多晶硅薄膜太阳电池的发展状况
四、2010-2011年中国薄膜太阳能电池生产发展新情况
第二节 2010-2011年中国薄膜太阳能电池市场分析
一、薄膜太阳能电池市场成本与前景优势分析
二、2010-2011年中国薄膜太阳能电池市场分析
三、中国薄膜太阳能电池市场发展前景
第三节 2010-2011年中国各地区薄膜太阳能电池新发展与新项目分析
一、北京市
二、广州市
三、江西上饶县
四、河南郑州市
五、扬州市
六、江苏永兴市
七、台湾省
八、南京市
第四章 2010-2011年国内外硅基薄膜太阳能电池运行形势分析
第一节 2010-2011年全球硅基薄膜太阳能电池动态分析
一、杜邦太阳能硅基薄膜光电组件生产启动
二、通用将与PrimeStar 合作致力于薄膜光伏开发
第二节 2010-2011年全球硅基薄膜太阳能电池技术研究
一、薄膜太阳能电池技术的发展情况
二、薄膜硅太阳能电池DEZn 输送系统技术分析
三、2010-2011年中国薄膜太阳能电池技术发展新情况
四、提高硅薄膜太阳能电池的效率技术
第三节 2011-2015年全球硅基薄膜太阳能电池前景预测
第五章 2010-2011年中国硅基薄膜太阳能电池运行形势分析
第一节 2010-2011年中国硅基薄膜太阳能电池产业亮点分析
一、新奥5.7㎡双结硅基薄膜太阳能电池板亮相SNEC 展会
二、南开大学与钧石成立硅基薄膜太阳能电池实验室
三、汉能控股集团河源薄膜太阳能电池项目取得新进展
第二节 2010-2011年中国硅基薄膜太阳能电池技术研究
一、不同类型太阳能电池技术发展简析
1、单/多晶硅电池
2、非晶硅/微晶硅薄膜太阳能电池
3、染料敏化TiO2太阳能电池
4、化合物太阳能电池
5、铜铟镓硒薄膜太阳能电池
二、各种优势太阳能电池技术探讨
三、薄膜太阳能电池技术发展分析
1、非晶/微晶硅薄膜太阳能电池的生产流程
2、高效CDTE 和CIGS 薄膜太阳能电池技术研究
3、提高薄膜太阳能电池效率及其技术分析
第六章 2010-2011年中国硅基（A-Si ）薄膜电池市场运行态势分析
第一节 2010-2011年中国硅基（A-Si ）薄膜电池市场生产力情况
一、全球首条双线双结大面积硅基高效薄膜太阳能电池项目竣工
二、国内首块超大型双结硅基薄膜太阳能电池下线
三、大型薄膜太阳能电池项目在广东奠基
四、低成本硅基薄膜太阳能电池及产业化应用
第二节 2010-2011年中国硅基（A-Si ）薄膜电池市场需求情况分析
一、硅基薄膜中国各企业市场份额
二、全球及中国硅基薄膜电池需求量综述
三、硅基薄膜电池供需关系
四、硅基薄膜电池成本 价格 产值 转换率
第七章 2010-2011年全球硅基薄膜（A-Si （单双三结）非晶/微晶）核心企业探讨
第一节 UnitedSolarOvonic（EnergyConversionDevices ）美国
第二节 KanekaSolartech日本
第三节 SharpThinFilm日本
第四节 MHI(MitsubishiHeavyIndustries)日本
第七节 SanyoAmorton日本
第八节 Sinonar大丰能源科技（台湾竹南）
第九节 SchottSolarThinFilm德国
第十节 EPVSolar美国
第十一节 DCChemical韩国
第十二节 CSGSolar德国
第十三节 FujiElectricSystems富士电机（日本）
第十四节 PolarPV普乐新能源（安徽蚌埠）
第十五节 ErsolThinFilm德国
第十六节 SunfilmAG德国
第十七节 SignetSolar美国
第十八节 SolarMorph新加坡
第十九节 MoserBaerPhotoVoltaic印度
第二十节 T-SolarGlobal西班牙
第二十一节 GreenEnergyTechnology绿能科技（台湾桃园） 第二十二节 CMC富阳光电（台湾桃园）
第二十三节 宇通光能（台湾台南）
第二十四节 InventuxTechnologiesAG瑞士
第二十五节 Nexpower联相光电（台湾台中）
第二十六节 SunnerSolar旭能光电（台湾台中）
第二十七节 XsunX美国
第二十八节 Formosun鑫笙能源（台湾新竹）
第二十九节 SolarPlus葡萄牙
第三十节 KenmosPV大亿光能（台湾台南）
第三十一节 NanoWin威奈联合科技（台湾台南）
第三十二节 GSSolar欧德生或金太阳（泉州）
第三十三节 中山铨欣照明电器有限公司（中山）
第八章 中国硅基（A-Si ）薄膜电池顶尖企业关键性指标分析
第一节 深圳市拓日新能源科技股份有限公司
一、公司基本情况概述
二、2008-2010年公司成长性分析
三、2008-2010年公司财务能力分析
四、2008-2010年公司偿债能力分析
五、2008-2010年公司现金流量分析表
六、2008-2010年公司经营能力分析
七、2008-2010年公司盈利能力分析
第二节 江西赣能股份有限公司
一、公司基本情况概述
二、2008-2010年公司成长性分析
三、2008-2010年公司财务能力分析
四、2008-2010年公司偿债能力分析
五、2008-2010年公司现金流量分析表
六、2008-2010年公司经营能力分析
七、2008-2010年公司盈利能力分析
第三节 无锡尚德太阳能电力有限公司
一、公司基本概述
二、公司主要经营数据指标分析
三、公司竞争力分析
四、公司发展战略分析
第四节 深圳市创益科技发展有限公司
一、公司基本概述
二、公司主要经营数据指标分析
三、公司竞争力分析
四、公司发展战略分析
第五节 深圳日月环太阳能实业有限公司
一、公司基本概述
二、公司主要经营数据指标分析
三、公司竞争力分析
四、公司发展战略分析
第六节 天津市津能电池科技有限公司
一、公司基本概述
二、公司主要经营数据指标分析
三、公司竞争力分析
四、公司发展战略分析
第九章 2010-2011年中国硅基薄膜在建拟建项目新进展
第一节 汉能集团（广东河源）
第二节 中国保绿能源（河南郑州）
第三节 东旭集团（成都）
第四节 台湾大同集团（山东潍坊）
第五节 江苏绿洲新能源（镇江）
第六节 远东光伏（江西上饶）
第七节 斯若普能源（江西宜春）
第八节 LG（韩国）
第九节 Moncada（意大利Campofranco ）
第十节 中特集团（重庆綦江）
第十一节 KSK Surya Photovoltaic Venture（印度a-Si Tandem） 第十二节 China City Investments（中国大连 a-Si Tandem） 第十三节 Anwell宏威科技（河南 a-Si Tandem）
第十四节 Masdar PV（德国 a-Si Tandem）
第十五节 HelioSphera（希腊 a-Si/uc-Si Tandem）
第十章 2010-2011年中国硅基薄膜设备提供商研究
第一节 应用材料（美国）
第二节 欧瑞康（瑞士）
第三节 日本真空（日本）
第四节 Solar Thin Film（匈牙利）
第五节 Anwell（香港）
第六节 深圳纳光
第七节 北仪创新
第八节 均豪（台湾）
第九节 铂阳精工（香港）
第十一章 2011-2015年中国硅基薄膜电池项目投资可行性研究
第一节 中国硅基薄膜电池行业投资概况
一、硅基薄膜电池行业投资特性
二、硅基薄膜电池具有良好的投资价值
三、硅基薄膜电池投资政策导向
第二节 2011-2015年中国硅基薄膜电池投资机会分析
一、硅基薄膜电池投资热点
二、硅基薄膜电池投资吸引力分析
第三节 2011-2015年中国硅基薄膜电池投资风险及防范
一、技术风险分析
二、金融风险分析
三、政策风险分析
四、竞争风险分析
第四节 投资薄膜太阳能电池需理性决策
第十二章 2011-2015年中国硅基薄膜电池产业前景预测
第一节 2011-2015年中国太阳能光伏行业发展趋势与预测
一、太阳能光伏发电系统的发展趋势
二、中国光伏产业发展趋势
三、中国光伏新能源供需趋势
四、2011-2015年中国太阳能光伏市场预测分析
第二节 2011-2015年中国薄膜太阳能电池发展前景
一、全球薄膜太阳能电池发展前景分析
二、薄膜太阳能电池商业性开发前景分析
三、中国薄膜太阳能电池市场潜力
第三节 2011-2015年中国薄膜太阳能电池市场发展趋势与预测
一、未来薄膜太阳能电池行业发展趋势
二、太阳能电池市场发展预测
三、薄膜太阳能电池行业发展预测
四、薄膜太阳能电池市场销售预测
五、薄膜太阳能电池市场发展趋势
六、全球薄膜太阳能电池市场需求预测