作者：保定天威薄膜光伏有限公司 訾威 王輝
【《中國新能源》雜志】摘要：薄膜硅太陽能電池具有廣闊的前景，但是當前大規(guī)模產業(yè)化的非晶硅薄膜電池效率偏低，為了實現(xiàn)光伏發(fā)電平價上網，必須對薄膜硅太陽能電池進行持續(xù)的研究。本文主要總結了提高薄膜硅太陽能電池效率的主要技術與進展，如TCO技術、窗口層技術、疊層電池技術和中間層技術等，這些技術用在產業(yè)化中將會進一步提高薄膜硅太陽能電池的轉換效率，進而降低薄膜硅電池的生產成本。
一 引言
在全球氣候變暖、人類生態(tài)環(huán)境惡化、常規(guī)能源短缺并造成環(huán)境污染的形勢下，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略普遍被世界各國接受。光伏能源以其具有充分的清潔性、絕對的安全性、資源的相對廣泛性和充足性、長壽命以及免維護性等其它常規(guī)能源所不具備的優(yōu)點，被認為是二十一世紀最重要的新能源。
當前基于單晶硅或者多晶硅硅片的晶體硅電池組件市場占有率高達90%，但是，晶體硅電池本身生產成本較高，組件價格居高不下，這為薄膜硅太陽能電池的發(fā)展創(chuàng)造了機遇。薄膜硅太陽能電池的厚度一般在幾個微米，相對于厚度為200微米左右的晶體硅電池來說大大節(jié)省了原材料，而且薄膜硅太陽能電池的制程相對簡單，成本較為低廉，因此在過去的幾年里薄膜硅太陽能電池產業(yè)發(fā)展迅猛。
但是當前大規(guī)模產業(yè)化的薄膜硅太陽能電池轉換效率只有5%-7%，是晶體硅太陽能電池組件的一半左右，這在一定程度上限制了它的應用范圍，也增加了光伏系統(tǒng)的成本。為了最終實現(xiàn)光伏發(fā)電的平價上網，必須進一步降低薄膜硅太陽能電池的生產成本，因此必須對薄膜硅太陽能電池開展持續(xù)的研究，利用新的技術與工藝降低薄膜硅太陽能電池的成本。本文著重從提高薄膜硅太陽能電池的轉換效率方面介紹當前薄膜硅太陽能電池的研究現(xiàn)狀。
二、提高薄膜硅太陽能電池效率的措施
提高薄膜硅太陽能電池效率的途徑包括：提高進入電池的入射光量；拓寬電池對太陽光譜的響應范圍；提高電池的開壓尤其是微晶硅薄膜太陽能電池（µc-Si）的開壓；抑制非晶硅薄膜太陽能電池（a-Si）的光致衰退效應等。我們將從這幾個方面介紹提高薄膜硅電池效率的方法。
（一）提高薄膜硅太陽能電池對光的吸收
對于單結薄膜硅太陽能電池，提高其對光的吸收將提高電池的電流密度，對電池效率將產生直接的影響。Berginski等人通過實驗結合模擬給出了提高電池對光的吸收途徑，如圖1所示：可以看出薄膜硅電池的前電極對光的吸收、折射率的錯誤匹配、窗口層對光的吸收、背反電極吸收損失以及玻璃反射都會減少電池對光的吸收，因此提高電池的光吸收可從這幾個方面著手。
圖1 在織構ZnO表面沉積單結微晶硅薄膜太陽能電池（本征層厚度為1微米）的QE、吸收1-Rcell以及影響電池吸收的因素
發(fā)布信息
