非晶硅薄太阳能电池.doc

优势 业内之前曾对非晶硅薄膜太阳能电池持有疑虑，主要原因在于其电池转化效率较低 （5%-9%） ，而且衰减特别快，使用寿命只有有限的 2-3 年而随着技术的进步，目前主 流的非晶硅薄膜电池使用寿命已在 10 年以上这使得非晶硅薄膜电池成为目前最被看好 的薄膜电池技术之一，从经济和技术方面综合来看，非晶硅薄膜太阳能电池有以下优势：生产成本低：单节非晶硅薄膜太阳能电池的生产成本目前可降到 1.2 美元/Wp叠层 非晶硅薄膜电池的成本可降至 1 美元/Wp 以下能量返回期短：转换效率为 6%的非晶硅太阳能电池，其生产用电约 1.9 度电/瓦，由 它发电后返回上述能量的时间仅为 1.5-2 年适于大批量生产：采用玻璃基板的非晶硅太阳能电池，其主要工序（PECVD）与 TFT-LCD 阵列生产相似，生产方式均具有自动化程度高、生产效率高的特点高温性能好：当太阳能电池工作温度高于标准测试温度 25℃时，其最佳输出功率会 有所下降；非晶硅太阳能电池受温度的影响比晶体硅太阳能电池要小得多弱光响应好，充电效率高：非晶硅材料的吸收系数在整个可见光范围内，在实际使 用中对低光强光有较好的适应上述独特的技术优势，令薄膜硅电池在民用领域具有广阔的应用前景，如光伏建筑 一体化、大规模低成本发电站、太阳能照明光源。

由于非晶硅薄膜电池的良好前景，包括 Sharp、Q-Cells、无锡尚德等在内的诸多企 业正大规模进入非晶硅薄膜太阳能电池领域，整个行业的统计数字不断翻新目前国内市场当中，涉及非晶硅薄膜电池的上市公司主要包括：拓日新能、天威保 变、综艺股份、赣能股份由于非晶硅行业需求迅速扩充，纯粹靠购置设备并开展非晶 硅薄膜电池的生产，当然也能够获得行业扩容带来的高成长，但长期来看，毕竟只能够 分享到制造业的合理利润，目前国内如赣能股份的薄膜电池为 OEM 模式，获得的就是 产业链中端的制造业利润而一旦行业上了规模，行业的利润必然向行业的关键性瓶颈 转移，有鉴于此，我们更看好掌握关键技术的配件生产商和设备提供商技术进展 通过叠层光学带隙小于非晶硅材料的薄膜电池（uc-Si、α-SiGe 和 poly-Si 等）拓宽非晶硅 对长波长光的响应，使用衬底制绒结构、多层背反射电极、中间反射层等抗反射层减少光 反射，来提高非晶硅薄膜电池的转化效率和稳定性文章同时还介绍了通过提高薄膜沉积 速率、降低薄膜使用厚度来降低电池成本的研究进展 在改变电池结构方面，非晶硅薄膜电池已经研发了多种叠层结构，有两叠层和三叠层的， 都取得了很大的进展。

日本 MHI 公司一直采用 VHF-CVD 的方法，从事高效率、大面积非 晶硅组件电池的研究，并在 5cm2 面积上获得转化效率 13.1％的 α-Si:H 薄膜United Solar Ovonic LLC 公司为提高电池转化效率，尝试了各种叠层电池结构的研究，获得了结构为 α-Si:H/α-SiGe:H/uc-Si:H 和 α-Si:H/uc-Si:H/uc-Si:H 的电池的稳定转化效率分别为 13.0％和 13.3％；他们还继续研究提高薄膜沉积速率来降低电池成本日本研究小组已在 开发 α-Si/poly-Si 薄膜叠层太阳能电池, Kaneka 公司获得了初始转换效率为 10.4 % 的薄 膜太阳能电池国内南开大学的耿新华等采用工业用原料，以铝为背电极制备出面积为 20×20cm2 、转换效率为 8.28 %的 α-Si/α-Si 叠层太阳能电池 在增强光俘获方面，光俘获对于电池的转化效率是非常重要因素瑞士 J. Meier 等人采用 复合多层膜，如 glass/A/B/A/B (A=TiO2 或者 Nb2O5，B=SiO2)来减少光反射，在单结 p-i-n 非晶硅电池的吸收光谱范围内，反射率已经减少到 2.5-2.6％；利用 LP-CVD 方法制备的 ZnO 薄膜作为 α-Si:H/uc-Si:H 叠层电池的中间反射层，提高了转化效率和顶电池光电 流，降低了顶电池的厚度，从而提高电池的稳定性，降低了电池成本。

现在有些研究团队在不断提高电池的转化效率和稳定性的同时，也对提高非晶硅、微晶硅 薄膜的沉积速度、大面积的均匀性和一些潜在的问题，努力地做着进一步降低成本的工作 非晶硅光伏发电与建筑有机的结合――光伏建筑一体化，是太阳能发电在建筑广泛使用的 发展方向；随着科技的不断进步和新的材料开发使用，将为光电一体化提供更多的发展空 间相信不久的将来，将会有更让人惊喜的成果。