薄膜太阳能电池光电转换材料研究进展

在对太阳能电池基本原理进行介绍的基础上,综述了近年来光电转换材料的发展情况,重点对各种材料的优缺点、制备方法以及未来的发展趋势进行探讨。

薄膜太阳能电池光电转换材料研究进展 郑春满郭宇杰谢凯韦永滔 40 7 ) 10 3

(防科技大学航天与材料工程学院，国长沙

文

摘

在对太阳能电池基本原理进行介绍的基础上，综述了近年来光电转换材料的发展情况，点对各重

种材料的优缺点、制备方法以及未来的发展趋势进行探讨。 关键词太阳能电池，薄膜，电转换材料，光转换效率

Re e tP o r s n De eo i g P oo lcrc Co v rai n c n r g e s i v l p n h t ee ti n e s t o Mae il o h n F l S lr Cel tras frT i— i m oa l s

Z egC u m n h n h n a

G oY j u ui e

X eK i i a

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( e a met f ae a E g e r ga dA pi h m s y S h o o e s ae& Ma r l E gn e n, D p r n o M t l n i e n n p l d C e i r,c o l f r p c t r n i i e t Ao t i s n er g ea i i N t n l nvri e neT c n l y C a gh 4 0 7 ) a o a U i s yo D f s eh o g, h ns a 1 0 3 i e t f e o

Ab t a t Th h t ee t c c n e s t n mae a sae t eke a t s r c ep oo lcr o v ra i tr l r h y p r,wh c e i e h o V ra in ef in yo i o i ih d cd st e c n eS t f ce c f o i t e ti— l s lrc l .Th h t ee t c c n e s to ae a st a a e u e n t e t i l s lr c l il h h n f m oa el i s e p oo lcr o v r ain m tr l h tc n b s d i h h n f m oa el ma ny i i i s i cu e io g nc s mio d c o trasa r a i tra s I h r s n p r h a i rn il ft i l n l d n ra i e c n u trmae il nd og n c mae l . n t ep e e t i pa e,t e b sc p cp eo hn f m i i

s lrc lsi n

rd c d a d t e d v lp n fte t t ras i e iwe oa el si to u e n h e eo me to wo mae l s rve d.T e a v n a e a d d s d a tg h i h d a tg n ia v n a e,t e h prp rt n meh d n h u u e te d fe e y m ae a r ic se . e a ai to sa d t e f t r r n so v r tr la e d s u s d o i

Ke r s S lrc l Th n fl, h tee ti o v rai n mae as, n e s t n efce c y wo d oa el s, i— m P oo lcrc c n es t tr l Co v r ai f in y i o i o i

1弓言 I

转换材料的发展情况，重点对各种材料的优缺点、制 备方法以及未来的发展趋势进行探讨。 2太阳能电池的基本原理

太阳能电池作为解决人类所面临的能源与环境问题的最佳选择，具有来源广泛、使用方便、污染等无 优点，在航空、航天、通讯及微功耗电子产品等领域具

太阳能电池的基本原理 J当电池的表面受到：

有广阔的应用前景[, 1因而逐渐成为研究的重点方] 向和主流。

光照时，由于减反射膜的作用，射光线小部分被反入射，部分进入光吸收层。其中，量大于禁带宽度大能的光子被吸收后，激发出光生载流子。在电池内部产 生的光生电子一空穴对扩散到 P N结并受结电场影响

薄膜太阳能电池具有轻质、高效、比功率、高耗材少等一系列优点，同时作为能源部件和结构部件使可 用。在薄膜太阳能电池制备中，电转换材料被光

而分开。太阳能电池的 P N结处存在一个由 N区指向 P区的内电场。在 N区产生的光生空穴会向 P N结扩散，进人 P N结后，即被内电场推向 P区； P区在产生的光生电子先向 P N结扩散，进入 P N结后，即被内电场推向 N区；而在 P N结区附近产生的电子一空穴对，则立即被内电场分别推向 N区和 P区。因此， 在 N区积累了大量的光生电子， P区积累了大量而空穴， P在 N结两侧出现了光生电动势。若在两边的 集电极间接上负载，会产生光生电流。如图 1所则

沉积在不同的基

底上，如玻璃、不锈钢箔或聚合物等。 因此，太阳能电池要求光电转换材料具有强烈的光吸收，温结晶、低低温器件制作和稳定的材料特性等，是关系电诎转换效率的重要组成部分，因此一直是太阳 能电池开发研究的重点。

可用于薄膜太阳能电池的光电转换材料主要包括无机半导体材料和有机材料两类，本文在对太阳能电池基本原理进行介绍的基础上，综述了近年来光电 收稿日期：09 1- 7 20— 2 0 基金项目：国防科技大学校预研项目( C g 0~ 6 JO一10 )

作者简介：春满， 9 6出生，士，副教授 .主要从事能源材料研究。E m i zeghn a@ sh Ol郑 17年博 - a: hncu m n ou C/ l l 1~ 0 h t// tp: www .

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第 4期