薄膜电池特性及其电路拓扑分析 由于传统能源面临着环境污染、能源枯竭等一系列问题，90 年代以来，在可持续进展战略的推动下，可再生能源技术进入了快速进展的阶段。可再生能源主要有风能、地热能、水能、潮汐能及太阳能等，太阳能以其资源丰富、利用方便、干净无污染越来越受到人们的重视。太阳能利用的重要途径之一是研制太阳能电池。一、薄膜电池特性1、太阳能电池进展背景与分类1954 年美国贝尔实验室制成了世界上第一个有用的太阳能电池，并于 1958 年应用到美国的先锋 1 号人造卫星上。由于材料、结构、工艺等方面的不断改进，现在太阳能电池的价格不到 20 世纪 70 年代的 1%。预期 10 年内太阳能电池能源在美国、日本和欧洲的发电成本将可与火力发电竞争。目前，太阳能电池的年均增长率为 35%，是能源技术领域进展最快的行业。根据材料区分，太阳电池有晶硅电池、非晶硅薄膜电池、铜铟硒（CIS）电池、碲化镉（CdTe）电池、砷化稼电池等；其中以晶硅电池为主导。由于硅是地球上储量第二大元素，作为半导体材料，人们对它讨论得最多、技术最成熟，而且晶硅性能稳定、无毒，因此成为太阳电池讨论开发、生产和应用中的主体材料。⑴ 单晶硅太阳能电池。人们首先使用高纯硅制造太阳电池，即单晶硅太阳电池。由于材料昂贵，这种太阳电池成本过高，初期多用于空间技术作为特别电源，供人造卫星使用。七十年代开始，把硅太阳电池转向地面应用。目前单晶硅太阳能电池仍是转换效率最高的太阳电池。⑵ 多晶硅太阳能电池随着电池制备和封装工艺的不断改进，在硅太阳电池总成本中，硅材料所占比重已由原先的1/3 上升到 1/2。因此，生产厂家迫切希望在不降低光电转换效率的前提下，找到替代单晶硅的材料。目前，比较适用的材料就是多晶硅。多晶硅制备工艺简单，设备易做，操作方便，耗能较少，辅助材料消耗也不多，尤其是可以制备任意形状的多晶硅锭，便于大量生产大面积的硅片。同时，多晶硅太阳电池的电性能和机械性能都与单晶硅太阳电池基本相似，而生产成本却低于单晶硅太阳电池。多晶硅与单晶硅材料的差别主要是多晶硅内存在许多晶粒间界。这给多晶硅太阳能电池带来以下三方面影响：1、晶粒间界处存在势垒，阻断载流子的通过。2、晶粒间界作为一种晶体缺陷，起着有效复合中心作用。3、在形成 pn 结的工艺过程中，掺杂的原子会沿着晶粒间界向下择优扩散，形成导电分流路径，增大漏电流。⑶ x－Si 薄膜与薄膜太阳能电池◆ 非晶...
