非晶硅薄膜太陽能電池通常為疊層結(jié)構(gòu),玻璃基板上沉積了透明導(dǎo)電膜(transparentconductiveoxide,TCO)層、非晶硅層(a—Si層)和背電極層(Al/ZnO層)3層薄膜,其中非晶硅層通過磁控濺射法沉積。
相對于單晶硅太陽能電池,非晶硅薄膜是一種極有希望大幅度降低太陽電池成本的材料。非晶硅薄膜太陽能電池具有諸多優(yōu)點使之成為一種優(yōu)良的光電薄膜光伏器件。(1)非晶硅的光吸收系數(shù)大,因而作為太陽能電池時,薄膜所需厚度相對其他材料如砷化鎵時,要小得多;(2)相對于單晶硅,非晶硅薄膜太陽能電池制造工藝簡單,制造過程能量消耗少;(3)可實現(xiàn)大面積化及連續(xù)的生產(chǎn);(4)可以采用玻璃或不銹鋼等材料作為襯底,因而容易降低成本;(5)可以做成疊層結(jié)構(gòu),提高效率。
但同時非晶硅薄膜太陽能電池仍存在一些需要解決的問題。(1)由于Staebler-Wronski效應(yīng)的存在,使得非晶硅薄膜太陽能電池在太陽光下長時間照射會產(chǎn)生效率的衰減,從而導(dǎo)致整個電池效率的降低;(2)沉積速率低,影響非晶硅薄膜太陽能電池的大規(guī)模生產(chǎn);(3)后續(xù)加工困難,如Ag電極的處理問題;(4)在薄膜沉積過程中存在大量的雜質(zhì),如O2、N2、C等,影響薄膜的質(zhì)量和電池的穩(wěn)定性。
非晶硅薄膜太陽能電池的下一步研究主要有以下幾個方向:其一是采用優(yōu)質(zhì)的底電池i層材料;其二朝疊層結(jié)構(gòu)電池發(fā)展;第三是在保證效率的條件下,開發(fā)生產(chǎn)疊層型非晶硅太陽電池模塊技術(shù);最后使用便宜封裝材料以降低成本。