太陽(yáng)電池的分類(lèi)

太陽(yáng)電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式（以下表示為 a -）兩大類(lèi)，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。

  按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形，而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形( a - Si : H , a - Si : H : F , a - Si , Ge _,: H 等）、

 III - V 族（ GaAs , InP 等）、 II - M 族（ CdS 系）和磷化鋅（Zn3P2）等。 根據(jù)所用材料的不同，太陽(yáng)電池還可分為：硅太陽(yáng)電池、多元化合物薄膜太陽(yáng)電池、聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)電池、納米晶太陽(yáng)電池、有機(jī)太陽(yáng)電池，

其中硅太陽(yáng)電池是目前發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。

(1）硅太陽(yáng)電池

硅太陽(yáng)電池分為單晶硅太陽(yáng)電池、多晶硅薄膜太陽(yáng)電池和非晶硅薄膜太陽(yáng)電池三種。

  單晶硅太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%，規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主

導(dǎo)地位，但由于單晶硅成本價(jià)格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜作為單晶硅太陽(yáng)電池的替代產(chǎn)品。

  多晶硅薄膜太陽(yáng)電池與單晶硅比較，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池，其實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為18%，工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%。因此，

多晶硅薄膜電池不久將會(huì)在太陽(yáng)能電池市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。

  非晶硅薄膜太陽(yáng)電池成本低、重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影

響了它的實(shí)際應(yīng)用。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問(wèn)題及提高轉(zhuǎn)換率問(wèn)題，那么，非晶硅太陽(yáng)能電池?zé)o疑是太陽(yáng)電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。

(2）多元化合物薄膜太陽(yáng)電池

  多元化合物薄膜太陽(yáng)電池材料為無(wú)機(jī)鹽，其主要包括砷化鎵 III - V 族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅鋼硒（ CIS ）薄膜電池等。

  硫化鎘、硫化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽(yáng)電池效率高，成本較單晶硅電池低，并且也易于大規(guī)模生產(chǎn)，但由于鎘有劇毒，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)

重的污染，因此，并不是晶體硅太陽(yáng)電池最理想的替代產(chǎn)品。

  砷化鎵（ GaAs ) III - V 族化合物電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)28%, GaAs 化合物材料具有十分理想的光學(xué)帶隙以及較高的吸收效率，抗輻照能力強(qiáng)，對(duì)熱不敏

感，適合于制造高效單結(jié)電池。但是 GaAs 材料的價(jià)格不菲，因而在很大程度上限制了用 GaAs 電池的普及。

  銅鋼硒薄膜電池適合光電轉(zhuǎn)換，不存在光致衰退問(wèn)題，轉(zhuǎn)換效率和多晶硅一樣。具有價(jià)格低廉、性能良好和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，將成為今后發(fā)展太陽(yáng)

電池的一個(gè)重要方向。唯一的問(wèn)題是材料的來(lái)源，由于鋼和硒都是比較稀有的元素，因此，這類(lèi)電池的發(fā)展又必然受到限制。

(3）聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)電池

以有機(jī)聚合物代替無(wú)機(jī)材料是剛剛開(kāi)始的一個(gè)太陽(yáng)電池制造的研究方向。由于有機(jī)材料柔性好，制作容易，材料來(lái)源廣泛，成本低等優(yōu)勢(shì)，從而對(duì)大規(guī)模

利用太陽(yáng)能、提供廉價(jià)電能具有重要意義。但以有機(jī)材料制備太陽(yáng)電池的研究?jī)H僅剛開(kāi)始，不論是使用壽命，還是電池效率都不能和無(wú)機(jī)材料特別是硅電

池相比。能否發(fā)展成為具有實(shí)用意義的產(chǎn)品，還有待于進(jìn)一步研究探索。

(4）納米晶太陽(yáng)電池

-納米TiO2晶體化學(xué)能太陽(yáng)電池是新近發(fā)展的，優(yōu)點(diǎn)在于它廉價(jià)的成本和簡(jiǎn)單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在10％以上，制作成本僅為硅太陽(yáng)電

池的1/5~1/10，壽命能達(dá)到20年以上。

但由于此類(lèi)電池的研究和開(kāi)發(fā)剛剛起步，估計(jì)不久的將來(lái)會(huì)逐步走上市場(chǎng)。

(5）有機(jī)太陽(yáng)電池

有機(jī)太陽(yáng)電池，顧名思義，就是由有機(jī)材料構(gòu)成核心部分的太陽(yáng)電池。大家對(duì)有機(jī)太陽(yáng)電池不熟悉，這是情理中的事。如今量產(chǎn)的太陽(yáng)電池里，95％以

上是硅基的，而剩下的不到5％也是由其他無(wú)機(jī)材料制成的。