中心議題：

• 太陽能電池的種類及其研究現狀
• 太陽能電池的發展及趨勢

太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源．也是清潔能源，不產生任何的環境汙染。在太陽能的有效利用當中
；大陽能光電利用是近些年來發展最快
，最具活力的研究領域
， 是shi其qi中zhong最zui受shou矚zhu目mu的de項xiang目mu之zhi一yi。為wei此ci
，人ren們men研yan製zhi和he開kai發fa了le太tai陽yang能neng電dian池chi。製zhi作zuo太tai陽yang能neng電dian池chi主zhu要yao是shi以yi半ban導dao體ti材cai料liao為wei基ji礎chu，其qi工gong作zuo原yuan理li是shi利li用yong光guang電dian材cai料liao吸xi收shou光guang能neng後hou發fa生sheng光guang電dian於yu轉zhuan換huan反fan應ying，根gen據ju所suo用yong材cai料liao的de不bu同tong，太tai陽yang能neng電dian池chi可ke分fen為wei：

1、矽太陽能電池；
2、以無機鹽如砷化镓III-V化合物、硫化鎘
、銅銦硒等多元化合物為材料的電池；
3、功能高分子材料製備的大陽能電池
；
4
、納米晶太陽能電池等。

不論以何種材料來製作電池，對太陽能電池材料一般的要求有：
1
、半導體材料的禁帶不能太寬；
2、要有較高的光電轉換效率：
3
、材料本身對環境不造成汙染；
4、材料便於工業化生產且材料性能穩定。
基(ji)於(yu)以(yi)上(shang)幾(ji)個(ge)方(fang)麵(mian)考(kao)慮(lv)

，矽(gui)是(shi)最(zui)理(li)想(xiang)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)材(cai)料(liao)

，這(zhe)也(ye)是(shi)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)以(yi)矽(gui)材(cai)料(liao)為(wei)主(zhu)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。但(dan)隨(sui)著(zhe)新(xin)材(cai)料(liao)的(de)不(bu)斷(duan)開(kai)發(fa)和(he)相(xiang)關(guan)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，以(yi)其(qi)它(ta)村(cun)料(liao)為(wei)基(ji)礎(chu)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)也(ye)愈(yu)來(lai)愈(yu)顯(xian)示(shi)出(chu)誘(you)人(ren)的(de)前(qian)景(jing)。本(ben)文(wen)簡(jian)要(yao)地(di)綜(zong)述(shu)了(le)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)的(de)種(zhong)類(lei)及(ji)其(qi)研(yan)究(jiu)現(xian)狀(zhuang)
，並(bing)討(tao)論(lun)了(le)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)的(de)發(fa)展(zhan)及(ji)趨(qu)勢(shi)。

 矽係太陽能電池

1 單晶矽太陽能電池

guixilietaiyangnengdianchizhong
，danjingguidayangnengdianchizhuanhuanxiaolvzuigao
，jishuyezuiweichengshu。gaoxingnengdanjingguidianchishijianlizaigaozhiliangdanjingguicailiaohexiangguandechengredejiagongchuligongyijichushangde。xianzaidanjingguidediandigongyijijinchengshu，zaidianchizhizuozhong
，yibandoucaiyongbiaomianzhigouhua、發射區鈍化
、分(fen)區(qu)摻(chan)雜(za)等(deng)技(ji)術(shu)，開(kai)發(fa)的(de)電(dian)池(chi)主(zhu)要(yao)有(you)平(ping)麵(mian)單(dan)晶(jing)矽(gui)電(dian)池(chi)和(he)刻(ke)槽(cao)埋(mai)柵(zha)電(dian)極(ji)單(dan)晶(jing)矽(gui)電(dian)池(chi)。提(ti)高(gao)轉(zhuan)化(hua)效(xiao)率(lv)主(zhu)要(yao)是(shi)靠(kao)單(dan)晶(jing)矽(gui)表(biao)麵(mian)微(wei)結(jie)構(gou)處(chu)理(li)和(he)分(fen)區(qu)摻(chan)雜(za)工(gong)藝(yi)。

zaicifangmian，deguofulanghuofeifeilaibaotaiyangnengxitongyanjiusuobaochizheshijielingxianshuiping。gaiyanjiusuocaiyongguangkezhaoxiangjishujiangdianchibiaomianzhigouhua，zhichengdaojinzitajiegou。bingzaibiaomianbayi13nm。厚的氧化物鈍化層與兩層減反射塗層相結合．通過改進了的電鍍過程增加柵極的寬度和高度的比率：通過以上製得的電池轉化效率超過23%
，是大值可達23．3％。Kyocera公司製備的大麵積（225cm2）單電晶太陽能電池轉換效率為19．44%。[page]

國內北京太陽能研究所也積極進行高效晶體矽太陽能電池的研究和開發，研製的平麵高效單晶矽電池（2cm X 2cm）轉換效率達到19.79%，刻槽埋柵電極晶體矽電池（5cm X 5cm）轉換效率達8.6%。

單(dan)晶(jing)矽(gui)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)無(wu)疑(yi)是(shi)最(zui)高(gao)的(de)，在(zai)大(da)規(gui)模(mo)應(ying)用(yong)和(he)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)中(zhong)仍(reng)占(zhan)據(ju)主(zhu)導(dao)地(di)位(wei)
，但(dan)由(you)於(yu)受(shou)單(dan)晶(jing)矽(gui)材(cai)料(liao)價(jia)格(ge)及(ji)相(xiang)應(ying)的(de)繁(fan)瑣(suo)的(de)電(dian)池(chi)工(gong)藝(yi)影(ying)響(xiang)
，致(zhi)使(shi)單(dan)晶(jing)矽(gui)成(cheng)本(ben)價(jia)格(ge)居(ju)高(gao)不(bu)下(xia)，要(yao)想(xiang)大(da)幅(fu)度(du)降(jiang)低(di)其(qi)成(cheng)本(ben)是(shi)非(fei)常(chang)困(kun)難(nan)的(de)。

weilejieshenggaozhiliangcailiao，xunzhaodanjingguidianchidetidaichanpin
，xianzaifazhanlebomotaiyangnengdianchi
，qizhongduojingguibomotaiyangnengdianchihefeijingguibomotaiyangnengdianchijiushidianxingdaibiao。

2 多晶矽薄膜太陽能電池

通常的晶體矽太陽能電池是在厚度350～450μm的高質量矽片上製成的
，這種矽片從提拉或澆鑄的矽錠上鋸割而成。因此實際消耗的矽材料更多。為了節省材料，人們從70年nian代dai中zhong期qi就jiu開kai始shi在zai廉lian價jia襯chen底di上shang沉chen積ji多duo晶jing矽gui薄bo膜mo，但dan由you於yu生sheng長chang的de矽gui膜mo晶jing粒li大da小xiao
，未wei能neng製zhi成cheng有you價jia值zhi的de太tai陽yang能neng電dian池chi。為wei了le獲huo得de大da尺chi寸cun晶jing粒li的de薄bo膜mo
，人ren們men一yi直zhi沒mei有you停ting止zhi過guo研yan究jiu，並bing提ti出chu了le很hen多duo方fang法fa。目mu前qian製zhi備bei多duo晶jing矽gui薄bo膜mo電dian池chi多duo采cai用yong化hua學xue氣qi相xiang沉chen積ji法fa，包bao括kuo低di壓ya化hua學xue氣qi相xiang沉chen積ji（LPCVD）和等離子增強化學氣相沉積（PECVD）工藝。此外

，液相外延法（LPPE）和濺射沉積法也可用來製備多晶矽薄膜電池。

化學氣相沉積主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、Sicl4或SiH4,為反應氣體,在一定的保護氣氛下反應生成矽原子並沉積在加熱的襯底上
，襯底材料一般選用Si
、SiO2
、Si3N4等。但研究發現
，在非矽襯底上很難形成較大的晶粒,並且容易在晶粒間形成空隙。解決這一問題辦法是先用 LPCVD在襯底上沉熾一層較薄的非晶矽層，再將這層非晶矽層退火，得到較大的晶粒，然後再在這層籽晶上沉積厚的多晶矽薄膜。

因(yin)此(ci)
，再(zai)結(jie)晶(jing)技(ji)術(shu)無(wu)疑(yi)是(shi)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)個(ge)環(huan)節(jie)，目(mu)前(qian)采(cai)用(yong)的(de)技(ji)術(shu)主(zhu)要(yao)有(you)固(gu)相(xiang)結(jie)晶(jing)法(fa)和(he)中(zhong)區(qu)熔(rong)再(zai)結(jie)晶(jing)法(fa)。多(duo)晶(jing)矽(gui)薄(bo)膜(mo)電(dian)池(chi)除(chu)采(cai)用(yong)了(le)再(zai)結(jie)晶(jing)工(gong)藝(yi)外(wai)，另(ling)外(wai)采(cai)用(yong)了(le)幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)製(zhi)備(bei)單(dan)晶(jing)矽(gui)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)的(de)技(ji)術(shu)
，這(zhe)樣(yang)製(zhi)得(de)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)明(ming)顯(xian)提(ti)高(gao)。德(de)國(guo)費(fei)萊(lai)堡(bao)太(tai)陽(yang)能(neng)研(yan)究(jiu)所(suo)采(cai)用(yong)區(qu)館(guan)再(zai)結(jie)晶(jing)技(ji)術(shu)在(zai)FZ Si襯底上製得的多晶矽電池轉換效率為19％，日本三菱公司用該法製備電池，效率達16.42%。

液相外延（LPE）法的原理是通過將矽熔融在母體裏
，降低溫度析出矽膜。美國Astropower公司采用LPE製備的電池效率達12．2％。中zhong國guo光guang電dian發fa展zhan技ji術shu中zhong心xin的de陳chen哲zhe良liang采cai用yong液ye相xiang外wai延yan法fa在zai冶ye金jin級ji矽gui片pian上shang生sheng長chang出chu矽gui晶jing粒li
，並bing設she計ji了le一yi種zhong類lei似si於yu晶jing體ti矽gui薄bo膜mo太tai陽yang能neng電dian池chi的de新xin型xing太tai陽yang能neng電dian池chi，稱cheng之zhi為wei“矽粒”太陽能電池，但有關性能方麵的報道還未見到。

多duo晶jing矽gui薄bo膜mo電dian池chi由you於yu所suo使shi用yong的de矽gui遠yuan較jiao單dan晶jing矽gui少shao
，又you無wu效xiao率lv衰shuai退tui問wen題ti，並bing且qie有you可ke能neng在zai廉lian價jia襯chen底di材cai料liao上shang製zhi備bei，其qi成cheng本ben遠yuan低di於yu單dan晶jing矽gui電dian池chi，而er效xiao率lv高gao於yu非fei晶jing矽gui薄bo膜mo電dian池chi，因yin此ci

，多duo晶jing矽gui薄bo膜mo不bu久jiu將jiang會hui在zai太tai陽yang能neng電dian地di市shi場chang上shang占zhan據ju主zhu導dao地di位wei。

3 非晶矽薄膜太陽能電池

開發太陽能電池的兩個關鍵問題就是：提高轉換效率和　降低成本。由於非晶矽薄膜太陽能電池的成本低，便於大規模生產，普遍受到人們的重視並得到迅速發展，其實早在70年代初
，Carlson等就已經開始了對非晶矽電池的研製工作,近幾年它的研製工作得到了迅速發展,目前世界上己有許多家公司在生產該種電池產品。

非晶矽作為太陽能材料盡管是一種很好的電池材料，但由於其光學帶隙為1.7eV, 使(shi)得(de)材(cai)料(liao)本(ben)身(shen)對(dui)太(tai)陽(yang)輻(fu)射(she)光(guang)譜(pu)的(de)長(chang)波(bo)區(qu)域(yu)不(bu)敏(min)感(gan)，這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai)就(jiu)限(xian)製(zhi)了(le)非(fei)晶(jing)矽(gui)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)。此(ci)外(wai)，其(qi)光(guang)電(dian)效(xiao)率(lv)會(hui)隨(sui)著(zhe)光(guang)照(zhao)時(shi)間(jian)的(de)延(yan)續(xu)而(er)衰(shuai)減(jian)，即(ji)所(suo)謂(wei)的(de)光(guang)致(zhi)衰(shuai)退(tui)S一W效應，使得電池性能不穩定。解決這些問題的這徑就是製備疊層太陽能電池，疊層太陽能電池是由在製備的p、i、n層單結太陽能電池上再沉積一個或多個P-i-n子電池製得的。

疊層太陽能電池提高轉換效率、解決單結電池不穩定性的關鍵問題在於：
①它把不同禁帶寬度的材科組台在一起


，提高了光譜的響應範圍；
②頂電池的i層較薄，光照產生的電場強度變化不大，保證i層中的光生載流子抽出；
③底電池產生的載流子約為單電池的一半
，光致衰退效應減小；
④疊層太陽能電池各子電池是串聯在一起的。[page]

非晶矽薄膜太陽能電池的製備方法有很多

，其中包括反應濺射法、PECVD法、LPCVD法等，反應原料氣體為H2稀釋SiH4，襯(chen)底(di)主(zhu)要(yao)為(wei)玻(bo)璃(li)及(ji)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)片(pian)
，製(zhi)成(cheng)的(de)非(fei)晶(jing)矽(gui)薄(bo)膜(mo)經(jing)過(guo)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)池(chi)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)可(ke)分(fen)別(bie)製(zhi)得(de)單(dan)結(jie)電(dian)池(chi)和(he)疊(die)層(ceng)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)。目(mu)前(qian)非(fei)晶(jing)矽(gui)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)的(de)研(yan)究(jiu)取(qu)得(de)兩(liang)大(da)進(jin)展(zhan)：第一
、三疊層結構非晶矽太陽能電池轉換效率達到13％，創下新的記錄
；第二.三疊層太陽能電池年生產能力達5MW。美國聯合太陽能公司（VSSC）製得的單結太陽能電池最高轉換效率為9．3%，三帶隙三疊層電池最高轉換效率為13％.

上述最高轉換效率是在小麵積（0．25cm2）電池上取得的。曾有文獻報道單結非晶矽太陽能電池轉換效率超過12．5％
，日本中央研究院采用一係列新措施，製得的非晶矽電池的轉換效率為13．2％。國內關於非晶矽薄膜電池特別是疊層太陽能電池的研究並不多，南開大學的耿新華等采用工業用材料
，以鋁背電極製備出麵積為20X20cm2、轉換效率為8．28％的a－Si/a－Si疊層太陽能電池。

非(fei)晶(jing)矽(gui)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)由(you)於(yu)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)和(he)較(jiao)低(di)的(de)成(cheng)本(ben)及(ji)重(zhong)量(liang)輕(qing)等(deng)特(te)點(dian)
，有(you)著(zhe)極(ji)大(da)的(de)潛(qian)力(li)。但(dan)同(tong)時(shi)由(you)於(yu)它(ta)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)不(bu)高(gao)
，直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)了(le)它(ta)的(de)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)。如(ru)果(guo)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)解(jie)決(jue)穩(wen)定(ding)性(xing)問(wen)題(ti)及(ji)提(ti)高(gao)轉(zhuan)換(huan)率(lv)問(wen)題(ti)
，那(na)麼(me)，非(fei)晶(jing)矽(gui)大(da)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)無(wu)疑(yi)是(shi)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)的(de)主(zhu)要(yao)發(fa)展(zhan)產(chan)品(pin)之(zhi)一(yi)。

多元化合物薄膜太陽能電池

為了尋找單晶矽電池的替代品,人們除開發了多晶矽、非晶矽薄膜太陽能電池外，又不斷研製其它材料的太陽能電池。其中主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等。上述電池中，盡管硫化鎘、碲(di)化(hua)鎘(ge)多(duo)晶(jing)薄(bo)膜(mo)電(dian)池(chi)的(de)效(xiao)率(lv)較(jiao)非(fei)晶(jing)矽(gui)薄(bo)膜(mo)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)效(xiao)率(lv)高(gao)，成(cheng)本(ben)較(jiao)單(dan)晶(jing)矽(gui)電(dian)池(chi)低(di)，並(bing)且(qie)也(ye)易(yi)於(yu)大(da)規(gui)模(mo)生(sheng)產(chan)

，但(dan)由(you)於(yu)鎘(ge)有(you)劇(ju)毒(du)，會(hui)對(dui)環(huan)境(jing)造(zao)成(cheng)嚴(yan)重(zhong)的(de)汙(wu)染(ran)
，因(yin)此(ci)，並(bing)不(bu)是(shi)晶(jing)體(ti)矽(gui)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)最(zui)理(li)想(xiang)的(de)替(ti)代(dai)。

砷化镓III-V化合物及銅銦硒薄膜電池由於具有較高的轉換效率受到人們的普遍重視。GaAs屬於III-V族化合物半導體材料，其能隙為1．4eV，正好為高吸收率太陽光的值
，因此，是很理想的電池材料。GaAs等III-V化合物薄膜電池的製備主要采用 MOVPE和LPE技術，其中MOVPE方法製備GaAs薄膜電池受襯底位錯、反應壓力

、III-V比率、總流量等諸多參數的影響。

除GaAs外
，其它III-V化合物如Gasb、GaInP等電池材料也得到了開發。1998年德國費萊堡太陽能係統研究所製得的GaAs太陽能電池轉換效率為24．2％，為歐洲記錄。首次製備的GaInP電池轉換效率為14．7％．見表2。另外，該研究所還采用堆疊結構製備GaAs，Gasb電池，該電池是將兩個獨立的電池堆疊在一起，GaAs作為上電池，下電池用的是Gasb,所得到的電池效率達到31．1％。

銅銦硒CuInSe2簡稱CIC。CIS材料的能降為1．leV，適於太陽光的光電轉換,另外
，CIS薄膜太陽電池不存在光致衰退問題。因此
，CIS用作高轉換效率薄膜太陽能電池材料也引起了人們的注目。

CIS電池薄膜的製備主要有真空蒸鍍法和硒化法。真空蒸鍍法是采用各自的蒸發源蒸鍍銅
、銦和硒，硒化法是使用H2Se疊層膜硒化
，但該法難以得到組成均勻的CIS。CIS薄膜電池從80年代最初8％的轉換效率發展到目前的15％左右。日本鬆下電氣工業公司開發的摻镓的CIS電池，其光電轉換效率為15．3％（麵積1cm2）。1995年美國可再生能源研究室研製出轉換效率為17．l％的CIS太陽能電池
，這是迄今為止世界上該電池的最高轉換效率。預計到2000年CIS電池的轉換效率將達到20％，相當於多晶矽太陽能電池。

CIS作為太陽能電池的半導體材料
，具有價格低廉
、性xing能neng良liang好hao和he工gong藝yi簡jian單dan等deng優you點dian
，將jiang成cheng為wei今jin後hou發fa展zhan太tai陽yang能neng電dian池chi的de一yi個ge重zhong要yao方fang向xiang。唯wei一yi的de問wen題ti是shi材cai料liao的de來lai源yuan，由you於yu銦yin和he硒xi都dou是shi比bi較jiao稀xi有you的de元yuan素su，因yin此ci，這zhe類lei電dian池chi的de發fa展zhan又you必bi然ran受shou到dao限xian製zhi。

聚合物多層修飾電極型太陽能電池

在(zai)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)中(zhong)以(yi)聚(ju)合(he)物(wu)代(dai)替(ti)無(wu)機(ji)材(cai)料(liao)是(shi)剛(gang)剛(gang)開(kai)始(shi)的(de)一(yi)個(ge)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)製(zhi)爸(ba)的(de)研(yan)究(jiu)方(fang)向(xiang)。其(qi)原(yuan)理(li)是(shi)利(li)用(yong)不(bu)同(tong)氧(yang)化(hua)還(hai)原(yuan)型(xing)聚(ju)合(he)物(wu)的(de)不(bu)同(tong)氧(yang)化(hua)還(hai)原(yuan)電(dian)勢(shi)，在(zai)導(dao)電(dian)材(cai)料(liao)（電極）表麵進行多層複合
，製成類似無機P－N結(jie)的(de)單(dan)向(xiang)導(dao)電(dian)裝(zhuang)置(zhi)。其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)電(dian)極(ji)的(de)內(nei)層(ceng)由(you)還(hai)原(yuan)電(dian)位(wei)較(jiao)低(di)的(de)聚(ju)合(he)物(wu)修(xiu)飾(shi)，外(wai)層(ceng)聚(ju)合(he)物(wu)的(de)還(hai)原(yuan)電(dian)位(wei)較(jiao)高(gao)，電(dian)子(zi)轉(zhuan)移(yi)方(fang)向(xiang)隻(zhi)能(neng)由(you)內(nei)層(ceng)向(xiang)外(wai)層(ceng)轉(zhuan)移(yi)；另一個電極的修飾正好相反
，並且第一個電極上兩種聚合物的還原電位均高於後者的兩種聚合物的還原電位。

當兩個修飾電極放入含有光敏化劑的電解波中時．光guang敏min化hua劑ji吸xi光guang後hou產chan生sheng的de電dian子zi轉zhuan移yi到dao還hai原yuan電dian位wei較jiao低di的de電dian極ji上shang
，還hai原yuan電dian位wei較jiao低di電dian極ji上shang積ji累lei的de電dian子zi不bu能neng向xiang外wai層ceng聚ju合he物wu轉zhuan移yi，隻zhi能neng通tong過guo外wai電dian路lu通tong過guo還hai原yuan電dian位wei較jiao高gao的de電dian極ji回hui到dao電dian解jie液ye，因yin此ci外wai電dian路lu中zhong有you光guang電dian流liu產chan生sheng。

由you於yu有you機ji材cai料liao柔rou性xing好hao，製zhi作zuo容rong易yi
，材cai料liao來lai源yuan廣guang泛fan，成cheng本ben底di等deng優you勢shi，從cong而er對dui大da規gui模mo利li用yong太tai陽yang能neng，提ti供gong廉lian價jia電dian能neng具ju有you重zhong要yao意yi義yi。但dan以yi有you機ji材cai料liao製zhi備bei太tai陽yang能neng電dian池chi的de研yan究jiu僅jin僅jin剛gang開kai始shi，不bu論lun是shi使shi用yong壽shou命ming
，還hai是shi電dian池chi效xiao率lv都dou不bu能neng和he無wu機ji材cai料liao特te別bie是shi矽gui電dian池chi相xiang比bi。能neng否fou發fa展zhan成cheng為wei具ju有you實shi用yong意yi義yi的de產chan品pin

，還hai有you待dai於yu進jin一yi步bu研yan究jiu探tan索suo。[page]

納米晶化學太陽能電池

在(zai)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)中(zhong)矽(gui)係(xi)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)無(wu)疑(yi)是(shi)發(fa)展(zhan)最(zui)成(cheng)熟(shu)的(de)，但(dan)由(you)於(yu)成(cheng)本(ben)居(ju)高(gao)不(bu)下(xia)，遠(yuan)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)大(da)規(gui)模(mo)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)的(de)要(yao)求(qiu)。為(wei)此(ci)，人(ren)們(men)一(yi)直(zhi)不(bu)斷(duan)在(zai)工(gong)藝(yi)、新材料、電池薄膜化等方麵進行探索

，而這當中新近發展的納米TiO2晶體化學能太陽能電池受到國內外科學家的重視。

自瑞士Gratzel教授研製成功納米TiO2化學大陽能電池以來，國內一些單位也正在進行這方麵的研究。納米晶化學太陽能電池（簡稱NPC電池）是由一種在禁帶半導體材料修飾、組裝到另一種大能隙半導體材料上形成的，窄禁帶半導體材料采用過渡金屬Ru以及Os等的有機化合物敏化染料，大能隙半導體材料為納米多晶TiO2並製成電極，此外NPC電池還選用適當的氧化一還原電解質。

納米晶TiO2工作原理：染料分子吸收太陽光能躍遷到激發態，激發態不穩定，電子快速注入到緊鄰的TiO2導帶，染料中失去的電子則很快從電解質中得到補償，進入TiO2導帶中的電於最終進入導電膜,然後通過外回路產生光電流。

納米晶TiO2太陽能電池的優點在於它廉價的成本和簡單的工藝及穩定的性能。其光電效率穩定在10％以上，製作成本僅為矽太陽電池的1/5～1/10．壽命能達到2O年以上。但由於此類電池的研究和開發剛剛起步，估計不久的將來會逐步走上市場。

太陽能電池的發展趨勢

從以上幾個方麵的討論可知，作為太陽能電池的材料
，III-V族化合物及CIS等(deng)係(xi)由(you)稀(xi)有(you)元(yuan)素(su)所(suo)製(zhi)備(bei)，盡(jin)管(guan)以(yi)它(ta)們(men)製(zhi)成(cheng)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)很(hen)高(gao)，但(dan)從(cong)材(cai)料(liao)來(lai)源(yuan)看(kan)


，這(zhe)類(lei)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)將(jiang)來(lai)不(bu)可(ke)能(neng)占(zhan)據(ju)主(zhu)導(dao)地(di)位(wei)。而(er)另(ling)兩(liang)類(lei)電(dian)池(chi)納(na)米(mi)晶(jing)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)和(he)聚(ju)合(he)物(wu)修(xiu)飾(shi)電(dian)極(ji)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)地(di)存(cun)在(zai)的(de)問(wen)題(ti)，它(ta)們(men)的(de)研(yan)究(jiu)剛(gang)剛(gang)起(qi)步(bu)，技(ji)術(shu)不(bu)是(shi)很(hen)成(cheng)熟(shu)，轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)還(hai)比(bi)較(jiao)低(di)，這(zhe)兩(liang)類(lei)電(dian)池(chi)還(hai)處(chu)於(yu)探(tan)索(suo)階(jie)段(duan)，短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)不(bu)可(ke)能(neng)替(ti)代(dai)應(ying)係(xi)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)。

yinci

，congzhuanhuanxiaolvhecailiaodelaiyuanjiaodujiang
，jinhoufazhandezhongdianrengshiguitaiyangnengdianchitebieshiduojingguihefeijingguibomodianchi。youyuduojingguihefeijingguibomodianchijuyoujiaogaodezhuanhuanxiaolvhexiangduijiaodidechengben
，jiangzuizhongqudaidanjingguidianchi，chengweishichangdezhudaochanpin。

提ti高gao轉zhuan換huan效xiao率lv和he降jiang低di成cheng本ben是shi太tai陽yang能neng電dian池chi製zhi備bei中zhong考kao慮lv的de兩liang個ge主zhu要yao因yin素su，對dui於yu目mu前qian的de矽gui係xi太tai陽yang能neng電dian池chi
，要yao想xiang再zai進jin一yi步bu提ti高gao轉zhuan換huan效xiao率lv是shi比bi較jiao困kun難nan的de。因yin此ci
，今jin後hou研yan究jiu的de重zhong點dian除chu繼ji續xu開kai發fa新xin的de電dian池chi材cai料liao外wai應ying集ji中zhong在zai如ru何he降jiang低di成cheng本ben上shang來lai，現xian有you的de高gao轉zhuan換huan效xiao率lv的de太tai陽yang能neng電dian池chi是shi在zai高gao質zhi量liang的de矽gui片pian上shang製zhi成cheng的de，這zhe是shi製zhi造zao矽gui太tai陽yang能neng電dian池chi最zui費fei錢qian的de部bu分fen。因yin此ci，在zai如ru何he保bao證zheng轉zhuan換huan效xiao率lv仍reng較jiao高gao的de情qing況kuang下xia來lai降jiang低di襯chen底di的de成cheng本ben就jiu顯xian得de尤you為wei重zhong要yao。也ye是shi今jin後hou太tai陽yang能neng電dian池chi發fa展zhan急ji需xu解jie決jue的de問wen題ti。近jin來lai國guo外wai曾zeng采cai用yong某mou些xie技ji術shu製zhi得de矽gui條tiao帶dai作zuo為wei多duo晶jing矽gui薄bo膜mo太tai陽yang能neng電dian池chi的de基ji片pian，以yi達da到dao降jiang低di成cheng本ben的de目mu的de，效xiao果guo還hai是shi比bi較jiao現xian想xiang的de。