薄膜太阳能电池光电转换材料研究进展.pdf

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1、薄膜太阳能电池光电转换材料研究进展郑春满郭宇杰谢凯韦永滔(国防科技大学航天与材料工程学院，长沙410073)文摘在对太阳能电池基本原理进行介绍的基础上，综述了近年来光电转换材料的发展情况，重点对各种材料的优缺点、制备方法以及未来的发展趋势进行探讨。关键词太阳能电池，薄膜，光电转换材料，转换效率RecentProgressinDevelopingPhotoelectricConversationMaterialsforThin-FilmSolarCellsZhengChunmanGuoYujieXieKaiWeiYongtao(Department

2、ofMaterialEngineeringandAppliedChemistry，SchoolofAerospace＆MaterialsEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073)AbstractThephotoelectricconversationmaterialsarethekeypart，whichdecidestheconversationefficiencyofthethin-filmsolarcells．Thephotoelectricconver

3、sationmaterialsthatcanbeusedinthethinfilmsolarcellsmainlyincludeinorganicsemiconductormaterialsandorganicmaterials．Inthepresentpaper，thebasicprincipleofthinfilmsolarcellsisintroducedandthedevelopmentofthetwomaterialsisreviewed．Theadvantageanddisadvantage，thepreparationmethods

4、andthefuturetrendsofeverymaterialarediscussed．KeywordsSolarcells，Thin-film，Photoelectricconversationmaterials，Conversationefficiency1引言转换材料的发展情况，重点对各种材料的优缺点、制太阳能电池作为解决人类所面临的能源与环境备方法以及未来的发展趋势进行探讨。问题的最佳选择，具有来源广泛、使用方便、无污染等2太阳能电池的基本原理［6］优点，在航空、航天、通讯及微功耗电子产品等领域具太阳能电池的基本原理:当电池的表面受到

5、［1］有广阔的应用前景，因而逐渐成为研究的重点方光照时，由于减反射膜的作用，入射光线小部分被反［2－3］向和主流。射，大部分进入光吸收层。其中，能量大于禁带宽度薄膜太阳能电池具有轻质、高效、高比功率、耗材的光子被吸收后，激发出光生载流子。在电池内部产少等一系列优点，可同时作为能源部件和结构部件使生的光生电子－空穴对扩散到PN结并受结电场影［4］用。在薄膜太阳能电池制备中，光电转换材料被响而分开。太阳能电池的PN结处存在一个由N区沉积在不同的基底上，如玻璃、不锈钢箔或聚合物等。指向P区的内电场。在N区产生的光生空穴会向因此，太阳能电池要求光电转换材

6、料具有强烈的光吸PN结扩散，进入PN结后，即被内电场推向P区;在P收，低温结晶、低温器件制作和稳定的材料特性等，是区产生的光生电子先向PN结扩散，进入PN结后，即关系电池转换效率的重要组成部分，因此一直是太阳被内电场推向N区;而在PN结区附近产生的电子—［5］能电池开发研究的重点。空穴对，则立即被内电场分别推向N区和P区。因可用于薄膜太阳能电池的光电转换材料主要包此，在N区积累了大量的光生电子，而P区积累了大括无机半导体材料和有机材料两类，本文在对太阳能量空穴，在PN结两侧出现了光生电动势。若在两边电池基本原理进行介绍的基础上，综述了近年来光电的

7、集电极间接上负载，则会产生光生电流。如图1所收稿日期:2009－12－07基金项目:国防科技大学校预研项目(JC08－01－06)作者简介:郑春满，1976年出生，博士，副教授．主要从事能源材料研究。E－mail:zhengchunman@sohu．com—10—http://www．yhclgy．com宇航材料工艺2010年第4期［8］示。ogies生产的a－Si集成太阳能电池面积达0．932［9］m，AM0效率达到5%;美国国家再生能源实验室三结叠层(a－Si:H/a－SiGe:H/a－SiGe:H)光谱分区吸收薄膜太阳能电池AM0转换效率达

8、到12%;To-［9］ledo大学在7．5μm不锈钢箔上制备柔性可卷单结a－Si电池，转换效率为10．4%，比功率达1080［10］W/