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2025-07-18 11:12本頁面
【正文】 換效率得到很大的提高，最高的達到24％，這是目前所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的。但是單晶硅太陽能電池的制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用?？茖W工作者隨后又研究和開發(fā)了多晶硅太陽能電池，從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，但是多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。因此，從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。經(jīng)過多年的探索，人們將注意的目光轉(zhuǎn)向薄膜太陽能電池板。從總體上講，這種類型的太陽能電池是由具有不同功能和作用的一系列薄膜組成，并經(jīng)過連線等工藝，制作成為太陽能電池板，其最大的優(yōu)點是工藝過程大大簡化，制作成本大大降低。對薄膜太陽能電池的研究主要是從80 年代開始，科技工作者一直在致力于提高薄膜太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)化效率和器件的使用壽命。從使用的材料來講，大部分的研究者都是把硅作為最基本的材料，也就是說沉積多層的不同導電類型多晶硅薄膜或非晶硅薄膜，形成單一的pn 結(jié)或多個pn 結(jié)，以達到增加太陽能的光電轉(zhuǎn)化效率。這些硅基薄膜太陽能電池在使用時，也發(fā)現(xiàn)有較為嚴重的光輻射引致性能衰退效應（StaeblerWronski Effect：簡稱SWE效應），到目前產(chǎn)品穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)換效率為11～13％。美國從80 年代初期開始生產(chǎn)上述薄膜太陽能電池，用于家庭供電以及地面電站的小區(qū)域供電，在84 年～95 年間，這種薄膜太陽能電池的平均年增長率為15％，已經(jīng)建成的地面電站總?cè)萘繛?7 兆瓦。薄膜太陽能在日本的研究和發(fā)展也是非常有基礎的。其發(fā)展水平與美國相當。在德國，已經(jīng)建成了世界上第一座全太陽能能源（包括電能和熱能）供應的建筑，盡管在目前，這幢建筑的象征和示范意義還大于經(jīng)濟意義，但是，卻具有潛在的重大的經(jīng)濟和社會意義。近十年來，研究者發(fā)現(xiàn)有一些化合物半導體材料適于作太陽能光電轉(zhuǎn)化薄膜。例如CdS, CdTe。 IIIV化合物半導體：GaAs, AlP InP 等；用這些半導體制作的薄膜太陽能電池表現(xiàn)出很好光電轉(zhuǎn)化效率。具有梯度能帶間隙（導帶與價帶之間的能級差）多元的半導體材料，可以擴大太陽能吸收光譜范圍，進而提高光電轉(zhuǎn)化效率。使薄膜太陽能電池大量實際的應用呈現(xiàn)廣闊的前景。在這些多元的半導體材料中Cu(In, Ga)Se2是一種性能優(yōu)良太陽光吸收材料。以它為基礎可以設計出光電轉(zhuǎn)換效率比硅薄膜太陽能電池明顯地高的薄膜太陽能電池?？梢赃_到的光電轉(zhuǎn)化率為18％，而且，此類薄膜太陽能電池到目前為止，未發(fā)現(xiàn)有光輻射引致性能衰退效應（SWE），這意味著新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率比目前商用的薄膜太陽能電池板提高約50％～75％。2 應用說明本項目所研究開發(fā)的多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽能電池，光電轉(zhuǎn)化效率達到了18％，在薄膜太陽能電池中屬于世界最高水平的光電轉(zhuǎn)化效率，同時由于大量的采用薄膜工藝，使制作成本大大降低。這種薄膜能太陽電池的開發(fā)成功，可以產(chǎn)生一種新的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，甚至帶來一種能源的技術(shù)革命。對于大量的普遍利用太陽能起到強有力的推動作用。這種薄膜太陽能電池可以是一幢建筑物的房頂，也可以整個建筑物的外墻，完全可以供應和滿足民居和辦公對電力的要求。也可以建成地面電站。由于常用的化合物薄膜太陽能電池中，常含有CdS，這對環(huán)境的保護是一個威脅，而本項目中薄膜太陽能電池用ZnS 替代了CdS，消除了產(chǎn)生重金屬污染的可能。發(fā)展這種高新技術(shù)的綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)，不僅對發(fā)展全國經(jīng)濟均具有積極的影響和作用，而且符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，對于提高環(huán)境質(zhì)量，具有重大意義。高光電轉(zhuǎn)化效率而且器件制作成本低廉的薄膜太陽能電池板的出現(xiàn)可能引起一場能源產(chǎn)業(yè)的“技術(shù)革命”。此外，由于透明導電薄膜（或玻璃）在大面積太陽能電池板的制作中也是必不可少的材料，隨著太陽能和薄膜太陽能電池板這一巨大產(chǎn)業(yè)的形成，對透明導電玻璃的需求也同樣極其巨大。 14 / 14
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