薄膜太阳电池工艺流程

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1、二、薄膜太阳电池的技术现状2.1薄膜太阳电池分类及其发展现状薄膜太阳电池是指厚度在微米量级的材料制备成的薄膜太阳电池，其特点是该种材料对太阳光的吸收系数很高，可以在较薄的厚度吸收大部分太阳能量。就目前研究领域开发出的太阳电池可分成以下几类：（1）硅基薄膜电池，包括：非晶硅薄膜电池、微晶硅薄膜电池（2）铜铟镓锡系列薄膜电池（CIGS）（3）碲化镉系列薄膜电池（CdTe）（4）III-V族系列薄膜叠层太阳电池（5）纳米染料二氧化钛薄膜太阳电池（6）有机薄膜太阳电池经过几十年的研究，在实验室阶段各种薄膜电池的效

2、率都有很大的提高，其中较为成熟的，可以进行产业化的是三种太阳电池，为硅基薄膜太阳电池、CIGS、图17各种薄膜电池的的实验室效率提高CdTe三种电池。III-V族电池主要为砷化镓类的薄膜叠层电池，包括铝镓砷、镓砷、镓铟磷、锗。这些多种不同带隙宽度的材料组合成的叠层太阳电池可以吸收较宽的太阳光谱带，从而增加太阳电池的效率，目前最高的此类电池效率已经达到42%。但是其致命缺点是材料价格昂贵，很难适用于地面的应用，目前被应用到航天领域。在地面上正在研究使用聚光和跟踪系统来减少电池的使用量，从而降低成本。染料敏化

3、二氧化钛太阳电池，实验室最高效率也就达到11%左右，产业化技术方案还没有研究出来，由于该种电池要使用液态的电解质，因此产业化生产和应用的可靠性还需要进一步的验证，在未来的数年内还是进行产业化中试阶段。有机薄膜电池还处于研发初始阶段，短期内无法达到应用。对于目前已经出现的三种太阳电池各有其优势和缺点，简单总结于表4。表4三种可产业化的薄膜电池的特性列表实验室最商业化电主要障碍材料丰度基本制备技术高效率池效率硅基薄膜15.3%6.5%衰减特性硅材料在地球上PECVD位居第二CIGS19.5%11%制造工艺难于

4、控In、Ga属于稀缺磁控溅射后硒化制材料共蒸发工艺CdTe16%7~11%有毒性材料Te的较少近空间升华2.2各种薄膜电池生产线比较本届分成三个部分分别论述三种太阳电池的产业化技术。2.2.1非晶硅薄膜太阳电池的产业化技术1.非晶硅太阳电池发展的历史非晶硅太阳电池技术最早是美国RCA公司发展起来的，RCA公司的D.E.Carlson在世界上首先制备出非晶硅太阳电池，而且在1983年以前稳定非晶硅太阳电池的世界纪录一直是RCA公司保持，电池效率达到6%左右。也就是在RCA公司成立之初，在美国出现了三个非晶硅

5、太阳电池企业，这三个公司的技术路线不尽相同。表5美国80-90年代三个非晶硅太阳电池企业的技术路线技术负责人技术路线美国RCA公司D.E.Carlson多室、单片、玻璃衬底、非晶硅太阳电池美国Chronar公司G.Kiss单室、多片、玻璃衬底、非晶硅太阳电池美国ECD公司S.R.Ovshinsky多室、不锈钢衬底、非晶硅锗三叠层太阳电池后来随着中东石油危机的缓解以及非晶硅太阳电池的效率衰减问题使得非晶硅太阳电池产业陷入低谷，RCA公司转让技术给美国的GE、ENRL、Exxon、GlasteckSolar等

6、，并且自己也演变成Solarex公司。而Chronar公司在出售了最初的8条1兆瓦（MW）非晶硅太阳电池生产线后宣布破产，被美国AdvancedPhotovoltaicSystem(APS)公司收购，美国退休工人协会注资数千万美元成立了APS太阳电池公司。在92年和93年期间Solarex公司与APS公司打知识产权官司，APS公司败诉，APS公司不肯出钱购买Solarex公司的专利技术，判决APS不得在美国生产非晶硅太阳电池。所以，APS公司将原有的5MW产能的生产线拍卖，该设备被台湾购买，据说当时的售价

7、为80万美元左右。在APS公司破产后，在美国Chronar系列的公司就沉寂了，余下的两条线：（1）位于新泽西的Trenton的5MW生产线售往台湾（1990年建）（2）位于加州的Fairfield的10MW生产线（1994年建）也停产，设备拆除，去向不明。以上分析表明，单室多片技术的生产线自1994年之后就没有在美国生产，直到2001年G.Kiss在美国重新组建EPV公司，恢复单室技术非晶硅太阳电池生产线的生产，估计是因为RCA公司的专利20年有效期已过。在1994年至2001年间G.Kiss于1998年

8、在其老家匈牙利建了一条2.5MW的生产线，该公司取名为Dunasolar。该生产线运行并不理想，在2003年转移到泰国，成立BankokSolar公司。对于不同时期的单室技术有明显的分界线：µChronar时代（1982~1991）：单沉积室，每室为4片非晶硅太阳电池片，电池板尺寸为1英尺乘3英尺，单片功率为15W，电池效率在5%，生产线单元为1MW。µAPS时代（1991~1994）：单沉积室，每室为48片，电池板尺寸为61