太阳能电池分类

衬底材料：玻璃、不锈钢等

多晶硅太阳能电池

多晶硅薄膜太阳电池是将多晶硅薄膜生长在低成本的衬底材料上，用相对薄的晶体硅层作为太阳电池的激活层， 不仅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， 明显地降低了电池成本。多晶硅薄膜太阳电池的工作原理与其它太阳电池一样， 是基于太阳光与半导体材料的作用而形成光伏效应。

常用制备方法：

Ø低压化学气相沉积法（LPCVD）

Ø等离子增强化学气相沉积（PECVD）

Ø液相外延法（LPPE）

Ø溅射沉积法

反应气体SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4

↓（一定保护气氛下）

硅原子沉积在加热的衬底上

（ 衬底材料为Si、SiO2、Si3N4等 ）

存在问题：非硅衬底上很难形成较大的晶粒，容易在晶粒间形成空隙

解决方法：先用 LPCVD 在衬底上沉炽一层较薄的非晶硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜。

多晶硅薄膜电池由于所使用的硅较单晶硅少，又无效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池，因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。

　2.多元化合物薄膜太阳能电池

多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。

硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。

砷化镓III-V化合物电池的转换效率可达28%，砷化镓化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率，抗辐照能力强，对热不敏感，适合于制造高效单结电池。但是砷化镓材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了用砷化镓电池的普及。

铜铟硒薄膜电池（简称CIS）适合光电转换，不存在光致衰退效应的问题，转换效率和多晶硅一样。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将 成为今后发展太能电池的一个重要方向。唯一的问题是材料的来源，由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展又必然受到限制。

3.有机化合物太阳能电池

有机太阳能电池以有光敏性质的有机物作为半导体材料，以光伏效应而产生电压形成电流。有机太阳能电池按照半导体的材料可以分为单质结结构、pn异质结结构和染料敏化纳米晶结构。

根据有关调查数据，有机太阳能电池的成本平均只有硅太阳能电池的10%--20%；然而，目前市场上的有机太阳能电池的光电转换效率最高只有10%，这是制约其全面推广的主要问题。因此，如何提高光电转换率是今后应该解决的重点问题。

4.敏化纳米晶太阳能电池

染料敏化TiO2太阳电池实际上是一种光电化学电池。1991年，瑞士洛桑高等工业学院（EPFL）的 Michael Grätzel 教授领导的研究小组用廉价的宽带隙氧化物半导体TiO2制备成纳米晶薄膜，薄膜上吸附大量羧酸-联吡啶Ru（II）的配合物的敏化染料，并选用含氧化还原 电对的低挥发性盐作为电解质，研制成一种称为染料敏化纳米晶太阳能电池 。

纳米晶TiO2 太阳能电池的优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在 10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的 1/5～1/10 ， 寿命能达到 20年以上。但此类电池的研究和开发刚刚起步，估计不久的将来会逐步走上市场。

基本原理：

染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态，激发态不稳定，电子快速注入到紧邻的TiO2 导带，染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿，进入 TiO2 导带中的电于最终进入导电膜 ， 然后通过外回路产生光电流。

5.聚合物多层修饰电极型太阳能电池

以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本低等优势，从而对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。

以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展为具有实用意义的产品，还有待于进一步研究探索。