太陽電池發(fā)展趨勢
太陽電池走向大規(guī)模應用需要解決兩大難題：一是提高光電轉(zhuǎn)換效率；二是降低生產(chǎn)成本。21世紀以來，太陽電池發(fā)展進入了新階段，太陽電池無論從結(jié)構(gòu)上、材料工藝上都得到了新的發(fā)展。所謂新型太陽電池，是指用新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝制造的太陽電池。目前晶體硅高效太陽電池和各類薄膜太陽電池是全球新型太陽電池研究開發(fā)的兩大熱點和重點。高效單晶硅太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率已接近25%，高效多晶硅太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率已超過20%。薄膜太陽電池的研究工作主要集中在非晶硅薄膜電池、 CdTe 系薄膜電池、 CIS 系薄膜電池和多晶硅薄膜電池上。非晶硅薄膜電池的研發(fā)，重點是研究解決電池的光致衰降和提高效率問題。經(jīng)過努力，已有多新的突破，實驗室的穩(wěn)定效率已達15%。 CdTe 系薄膜電池的實驗室效率已達到16.4%, CIS 系薄膜電池實驗室效率達到19.2%，并且都已建立了效率超過10％的中試規(guī)模的生產(chǎn)線。多晶硅薄膜電池發(fā)展迅速，目前實驗室效率已超過17%，成為引起世界光伏界矚目的新熱點，前景看好。
高效率低成本晶體硅太陽電池的研究開發(fā)
晶體硅太陽電池在21世紀的前20年內(nèi)仍將是居主導地位的光伏器件，在生產(chǎn)和應用總量中占首位，并將向效率更高、成本更低的方向發(fā)展。自1954年實用的太陽電池問世以來，晶體硅太陽電池一直在世界光伏市場居統(tǒng)治地位，占太陽電池總產(chǎn)量的80％以上。預計這種地位在相當一個時期之內(nèi)，還將會繼續(xù)保持。但將硅材料變成適合于制造電池的硅片，要采用大容量的晶體生長裝置和價格昂貴的切割設(shè)備，并且制造溫度高，要消耗相當多的電能，因而目前硅片的生產(chǎn)成本還比較高。正在研究試驗用切薄硅片、擴大平面晶體或采用聚光等方法，力爭把硅片的生產(chǎn)成本降低一半左右。預測采用各種新方法和新工藝，有望把硅片的生產(chǎn)成本逐步降低，這樣太陽電池組件的生產(chǎn)成本會不斷下降。降低硅材料的生產(chǎn)費用，是降低太陽電池成本的關(guān)鍵。多晶硅電池的材料成本比單晶硅電池的材料成本低，應作為研究開發(fā)的重點。主要研發(fā)的問題有：①多晶硅材料制備的新技術(shù)；②快速摻雜表面處理技術(shù)；③提高硅片質(zhì)量的新技術(shù)、新工藝等。
制約晶體硅太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率進一步提高的主要技術(shù)障礙有：
①電池表面柵線遮光影響；
②電池表面光反射損失；
③光傳導損失；
④內(nèi)部復合損失；
⑤表面復合損失等。
針對這些障礙，近些年來研究開發(fā)了許多新技術(shù)、新工藝，主要有：
①雙層減反射膜；
②激光或機械刻槽埋藏柵線技術(shù)；
③絨面技術(shù)；
④背點接觸電極克服技術(shù)；
⑤高效反射器技術(shù)；
⑥光吸收技術(shù)等。
