能源工学小论文硅基太阳能电池.doc

硅基太阳能电池钱坤 121120101一、引言太阳能是人类取之不尽、用之不竭的可再生能源，也是清洁、不产生任何环境污染的能源。在太阳能有效利用当中，太阳能光电利用是近年来发展最快，也是最具活力的研究领域。太阳电池的历史可以追溯到19 世纪。1839 年Becqurel 在电解槽中发现了光生伏特效应。1883 年,Frit ts 描述了第一个用硒制造的光生伏特电池。1941年,Ohl 提出了硅p2n 结光伏器件, 在此基础上, 美国贝尔实验室于1954 年制造出第一个实用的硅扩散p2n 结太阳电池, 并很快将光电转换效率提高到10 %。1958年, 太阳电池首先在人造卫星上得以应用, 从此开始了研究、利用太阳能发电的新阶段。20 世纪50 年代第一块实用的硅太阳电池的问世, 揭开了光电技术的序幕,也揭开了人类利用太阳能的新篇章。自20 世纪60 年代太阳电池进入空间、20 世纪70年代进入地面应用以来, 太阳能光电技术发展迅猛。但在20 世纪80 年代以前, 由于发电成本过高, 太阳电池的应用并不广泛。光伏发电主要在航天、通信、导航、农业灌溉等领域作为补充能源。1990年以来，太阳能电池的平均年增长率高达16%，目前每年的贸易额超过10亿美元。硅材料在光伏领域的增长率已高于它在集成电路领域的增长率。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量后发生光电转换效应。根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：1、 以非晶硅、多晶硅和单晶硅为材料的硅太阳能电池2、 以-族化合物半导体多元化合物为材料的太阳能电池3、 以铜铟硒为材料生产的太阳能电池4、 以其它材料（ 如-族半导体，塑料，有机材料）生产的太阳能电池；另外，锗单晶也是重要的太阳能电池材料。无论采用何种材料生产太阳能电池，它们对材料的一般要求是：1、 半导体材料的禁带不能太宽2、 要有较高的光电转换效率3、 材料本身对环境不造成污染4、 材料便于工业化生产，而且材料的性能要稳定综合以上几方面因素考虑，硅材料是最理想的太阳能电池材料。按照电池的生产量来说，硅材料太阳能电池无疑是市场的主体，硅基（多晶硅、单晶硅）太阳能电池占80%以上二、背景硅基太阳能电池的发展可划分为三个阶段（如图1所示），每一阶段效率的提升都是因为新技术的引入。 图1电池效率发展路程图1954年贝尔实验室Chapin等人开发出效率为6%的单晶硅太阳能电池到1960年为第一发展阶段，导致效率提升的主要技术是硅材料的制备工艺日趋完善、硅材料的质量不断提高使得电池效率稳步上升，这一期间电池效率在15%。1972年到1985年是第二个发展阶段，背电场电池（BSF）技术、“浅结”结构、绒面技术、密栅金属化是这一阶段的代表技术，电池效率提高到17%，电池成本大幅度下降。1985年后是电池发展的第三阶段，光伏科学家探索了各种各样的电池新技术、金属化材料和结构来改进电池性能提高其光电转换效率：表面与体钝化技术、Al/P吸杂技术、选择性发射区技术、双层减反射膜技术等。许多新结构新技术的电池在此阶段相继出现，如效率达24.4%钝化发射极和背面点接触（PERL）电池。目前相当多的技术、材料和设备正在逐渐突破实验室的限制而应用到产业化生产当中来。目前已经有多家国内外公司对外宣称到2008年年底其大规模产业化生产转换效率单晶将达到18%，多晶将超过17%。三、原理太阳能是一种辐射能,要将这种辐射能(或其它光能)转换为电能,必须借助“能量转换器”一一太阳能电池,也称为光电池。因为常见的太阳能电池都是由半导体材料制造,所以有时也称为半导体光电池。太阳能电池工作原理是基于半导体p一n结的光生伏特效应。即太阳光或其它光照射半导体p一n结时,就会在p一n结的两边出现电压,叫做光生电压。下面以单晶硅太阳能电池为例作一下介绍。原子由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成,原子核外的电子围绕着原子核旋转,其运动轨迹遵循一定的轨道。单晶硅原子共有三个电子层,最外电子层中有4个电子,这4个电子都有着固定的位置且受原子核的约束。当有外来能量激发(如受到太阳能辐射)时,最外层的电子即可摆脱原子核的束缚而变成自由电子,与此同时,此电子原来所在地方形成一个“空位”,此“空位”可看成一个正电荷,被称之为“空穴”。在单晶硅中,带负电的电子和带正电的空穴都是可以运动的电荷。在本征半导体晶体硅中,自由电子的数目等于空穴的数目。但如果在硅晶体中掺入能够俘获电子的杂质,如硼、铝、嫁或锢等,就变成了空穴型半导体,简称p型半导体;而如果在硅晶体中掺入能够释放电子的杂质,如磷、砷或锑等,则变成了电子型半导体,简称n型半导体。若将这两种半导体结合在一起,在p型半导体和n型半导体交界处就会形成载流子浓度差,在界面层附近会发生载流子的扩散运动,空穴从p区向n区扩散,电子从n区向p区扩散。对于p区,空穴离开后,留下不可移动的带负电荷的受主离子;对于n区,电子离开后,留下不可移动的带正电荷的施主离子。这样,在p一n结交界面附近就出现一个p区一侧为负,n区一侧为正的空间电荷区,电荷区的正负电荷形成一个内建电场,其方向由n区指向p区I7。当光线照射在p一n结上并且光在界面层被吸收时,具有足够能量的光子能够在p型硅和n型硅中将电子从共价键中激发,产生电子一空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前,将通过内建电场的作用被相互分离。电子向带正电的n区运动,空穴向带负电的p区运动。最后造成n区有大量负电荷(电子)积累,p区有大量正电荷(空穴)积累。这样,在p一n结附近形成了一个电场,称为光生电场。光生电场的方向与内建电场相反,因此它的一部分可与内建电场相抵消,其余部分则可使p区带正电,n区带负电;这样就在n区与p区之间的产生了一单晶硅太阳能电池生产工艺的研究个电动势,称为光生伏特电动势,当外电路接通时,即可产生电流。对于太阳能电池来说,太阳能或其它光能到电能的转换仅在界面层附近才有效。这取决于光线在界面层周围被吸收和尽可能地将光子能量传输给晶体。因此,太阳电池的光线入射的一面应该相对做得薄一些,以便光线可以几乎无衰减地到达界面层。通过分析,太阳能电池的发电过程可概述为4步:1、 太阳光或其它光照射在太阳能电池的表面上。2、 太阳能电池吸收具有一定能量的光子激发出非平衡载流子(光生载流子),即电子一空穴对,它们的寿命要足够长,以确保它们在被分离之前不会复合。3、 电子一空穴对在p一n结内建电场的作用下被分离,电子与空穴分别集中n区和p区,p一n结两边的异性电荷的积累形成光生电动势。4、 在太阳能电池两侧引出电极并接上负载形成电路,即在电路中获得了光生电流。这样,太阳能电池就完成了将太阳能(或其它光能)直接转换为了电能。只要太阳光照持续不断,负载上就一直有电流通过。四、研究进展根据硅片厚度的不同，我们可以把硅基太阳能电池分为晶体硅太阳能电池和薄膜硅太阳能电池两大类。1）单晶硅太阳能电池硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电地工艺己近成熟，在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一13nm。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达233。Kyocera公司制备的大面积（225cm2）单电晶太阳能电池转换效率为1944%，国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发，研制的平面高效单晶硅电池（2cm X 2cm）转换效率达到19.79%，刻槽埋栅电极晶体硅电池（5cm X 5cm）转换效率达8.6%。单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，虽然其转换效率高，但是制作单晶硅太阳能电池需要大量的高纯度硅材料，且工艺复杂，电耗很大池工艺影响，且太阳能电池组件平面利用率低，致使单晶硅成本价格居高不下。要想大幅度降低其成本是非常困难的。为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池的替代产品，人们进行了多方面的试验和研究，发现并开发了多晶硅（低等级半导体级多晶硅和铸造多晶硅）、多晶硅薄膜和非晶硅薄膜材料用于太阳能电池的生产。2）多晶硅太阳能电池 目前，太阳能使用的多晶硅材料，多半是含有大量单晶硅颗粒的集合体，或用废弃单晶硅材料和冶金基硅材料熔化浇筑而成，其工艺过程是选择电阻率为100-300cm的多晶块料或单晶硅头尾料，经破碎，用1:5的氢氟酸液混合进行适当的腐蚀，然后用离子水冲洗呈中性，并烘干，用石英坩埚装好许多硅料，加入适当硼硅，放入浇铸炉，在真空状态下加以熔化，熔化后保持约20min,然后注入石墨铸模中，慢慢冷却后即基硅锭，然后切片加工成太阳能电池片，即多晶硅太阳能电池。 与单晶硅太阳能电池相比，多晶硅太阳能电池成本较低，而且转换效率与单晶硅太阳能电池比较接近，因此，多晶硅太阳能电池是未来地面应用发展的方向之一。一般商品多晶硅太阳能电池组件的转换效率为12%14%。商品多晶硅太阳能电池的产量占硅太阳能电池的50%左右。它是太阳能电池的主要产品之一。3）硅基薄膜太阳能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m量级，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。1、非晶硅(a-Si)薄膜太阳电池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1214%，其中10cm10cm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%。 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。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101000Pa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，即P,I,N各层分别在专用的反应室内沉积。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。（5）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，一般在到之间。对于非晶硅薄膜太阳电池的缺点，我们采取的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170200 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。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。2、多晶硅(poly-Si)薄膜太阳电池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。对于衬底的选择：(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101。当硅薄膜通过热CVD 沉积到非硅衬底上时, 得到的颗粒通常非常小, 大约在几个微米左右。为了得到较大颗粒的硅薄膜, 需要将细小颗粒转化成较大颗粒, 硅薄膜通常要经加热熔化后再冷却过程即液相晶化过程来增大薄膜颗粒。由于此过程温度要超过硅的熔点1435 , 该过程对衬底的热膨胀系数有相当高的要求。适宜的衬底仅有极少数, 如耐高温的石墨片, 重掺杂的硅带, 某些陶瓷材料如SiC, SiAlON 等。由于这些衬底通常含有较多的杂质, 为防止在高温下杂质向活性层扩散, 需要在衬底和活性层之间有大于1m 厚的有效阻挡层。应当指出的是, 这些在电池制作过程中额外增加的过程是否能符合最初低成本材料这一目标是需要考虑的。另外一个制约因素就是再结晶的速度, 再结晶速度如果过快,则薄膜缺陷态密度大大提高, 如何在保证薄膜质量的前提下提高结晶速度仍是个问题。由于材料经过再结晶后, 晶粒可以大到几个毫米, 可以采用常规体硅电池的制作过程来制备薄膜电池。(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825。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112。在电池结构设计上, 除了薄膜可以直接沉积到衬底上,另外一种比较有趣的设计是通过衬底和电池的分离技术而达到重复使用衬底。一种衬底和电池活性层分离技术是首先通过腐蚀在硅的表面形成一层多孔硅, 得到的多孔硅在衬底和活性层之间充当减反层, 当电池制作完成后, 通过机械处理将硅衬底和活性层分离, 衬底可以利用多次。另外一种分离技术是通过先将一层掩盖层如(SiO2)按一定的模式将单晶硅衬底部分掩盖起来, 液相外延生长硅薄膜形成一具有开口网形结构薄膜层, 当腐蚀掉衬底后, 该层结构足以自我支撑。而在电池制作过程中，因为衬底是低品质的硅衬底。我们一般通过氢钝化来钝化外延层或氮气氛下烧结来提高薄膜电池转换效率。 图4 STAR太阳电池 图5 SSP衬底上的多晶硅薄膜太阳电池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（100200），晶粒小（107m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8001200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沉积温度沉积率结晶质量等离子体低低差液相外延低低-中良好化学气相沉积高高良好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-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-Si-SiGe薄膜电池相比，-Siploy-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-Siploy-Si叠层电池的效率可达。KneKa公司设计的结构的多晶硅薄膜电池，效率已达10.7，且无光致衰降现象；另一种SOI结构的多晶硅薄膜电池10cm10cm，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%，通改进工艺使其电池转换效率达到19.8%(1cm2)。北京太阳能研究所在覆盖SiO2的重掺P型单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%。晶体硅薄膜电池之所以得到普遍的重视是由于它将晶体硅电池工艺优点和薄膜电池的优势有机的结合起来。由于薄膜厚度只有大约1/ 10 晶体硅电池的厚度, 可以大大降低硅材料的消耗, 而且可快速大面积沉积薄膜甚至组件面积。而硅元素丰富, 无毒, 电池工艺成熟, 具有较高的转换效率等特点。除此以外, 薄膜电池的特点还表现为:由长光子产生的载流子在薄膜电池中较容易在复合前收集到, 从而增大短路电流;另外, 如果忽略表面复合, 由于薄膜电池中体复合远远小于晶硅电池的复合, 从而降低了饱和暗电流, 因此薄膜电池可以具有较高的开路电压和填充因子, 从而具有较高的电池转换效率。但目前晶体硅薄膜太阳能电池尚存在如下问题：（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。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。在多晶硅薄膜太阳能电池的研究与开发方向，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 总体来说， 硅基薄膜凭借其而积大、成木低、工艺设备成熟、易集成、无毒、有多种廉价衬底选择以及适合制备柔性电池等优势，己经成为工业生产的一个重要组成部分。随着研究的深入，技术的进步和成木的进一步下降，薄膜电池将占据越来越多的市场份额，最终取代体硅材料成为太阳能电池的主要材料。薄膜电池的另一个优点是适合作为光伏建筑一体化(BIFV)的材料，非氢化非晶硅薄膜电池的生产线己有很多条，但其红外波段的响应较弱，受到光致衰减效应的影响，组件效率较低。为了充分利用光谱减小光致衰减效应以提高效率，非晶微晶叠层电池己成为目前研究的一个热点。多晶硅薄膜电池的制备温度较高，耐高温衬底的成本大致为组件制造成本的三分之一，因此寻找低成本的衬底和高效的低温制备技术和工艺艺是目前研究的一个重点。 但是，硅基薄膜电池产业要想得到长足的发展还有许多工作要做。最近12年内，非晶硅薄膜太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池的初步量产可以使商业化硅薄膜电池效率达到8.5的水平。通过改进工艺实现微晶硅薄膜的快速沉积，同时提高电池效率至10，那么就可以使电池组件的制造成本降低近30。在此基础上，进一步扩充产能（从30MW到100MW ），电池组件成本能够降到非晶硅电池的60左右。要实现这些目标，需要研究机构、光伏生产厂家及设备制造商之间的通力合作。五、结尾 太阳能电池， 与计算机和通信产业一样，将成为21世纪的主