文 献 综 述

1.引言

随着煤，石油等一次能源的逐渐枯竭及对环境的恶化影响，人类迫切需求对环境友好的可再生能源。太阳能电池利用光电转换技术可将太阳能直接转换为电能，是使用太阳能的最有效方式。目前，太阳能电池由于制造成本高、光电转换效率低，因而其应用受到了限制，但其优点及为了能够获得更多的资源,使人类的发展不受资源的限制，慢慢地，人们开始关心如何开发和利用新能源。我们所谓的新能源就是指在利用一些基础技术开发可再生的资源^[1]，这其中包括很多形式的能源，如：太阳能、风能、潮汐能、水能、地热能、生物质能等；另外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等能源。而太阳能作为一种取之不尽，用之不竭的零污染能源。有人将原子核能和太阳能称为21世纪的新能源。

2.太阳能电池的基本知识

2.1太阳能电池

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流。它只要被光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏，简称光伏。太阳能电池的光-热-电转换方式是利用太阳能辐射产生的热能发电^[2]，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工资（蒸汽）的势能和动能，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光-热转换过程；后一个过程是热-电转换过程，与普通的火力发电一样。而太阳能电池的光-电直接转换方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光-电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光直接转化为电能的器件，太阳能电池工作原理见图。当许多个电池串联或并联起来就可以成为较大输出功率的太阳能电池方阵。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点^[2]

2.2太阳能电池的分类

太阳能电池按材料分类分为硅太阳能电池和化合物太阳能电池，而硅太阳能电池又分为晶体硅太阳能电池和非晶体硅太阳能电池，晶体硅太阳能电池主要有单晶硅电池和多晶硅电池。化合物太阳能电池主要为无机盐，主要有可铟硒铜、碲化镉和砷化镓、磷化铟电池。按内部构造分类可以分为块（片）状和薄膜状电池；而块（片）状电池主要有单晶硅、多晶硅、及其他块（片）状电池。薄膜电池包括非晶硅和化合物电池。

硅太阳能电池中以单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟，在大规模应用和工业生产中，单晶硅太阳能电池占据主导地位^[3]，但单晶硅材料价格高而且制备工艺相当繁琐，为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳能电池，其中典型代表有以高温、快速制备为发展方向的多晶硅薄膜太阳能电池和叠层非晶硅太阳电池。

单晶硅电池的替代品主要包括砷化镓等III-V族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。与非晶硅薄膜太阳能电池相比，上述电池具有效率高、成本低、易于大规模生产的特点。但由于隔有剧毒，容易产生环境污染问题。因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代品。