襯底材料：玻璃、不銹鋼等

多晶硅太陽能電池

多晶硅薄膜太陽電池是將多晶硅薄膜生長在低成本的襯底材料上，用相對薄的晶體硅層作為太陽電池的激活層， 不僅保持了晶體硅太陽電池的高性能和穩(wěn)定性， 而且材料的用量大幅度下降， 明顯地降低了電池成本。多晶硅薄膜太陽電池的工作原理與其它太陽電池一樣， 是基于太陽光與半導(dǎo)體材料的作用而形成光伏效應(yīng)。

常用制備方法：

Ø低壓化學(xué)氣相沉積法（LPCVD）

Ø等離子增強化學(xué)氣相沉積（PECVD）

Ø液相外延法（LPPE）

Ø濺射沉積法

反應(yīng)氣體SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4

↓（一定保護氣氛下）

硅原子沉積在加熱的襯底上

（ 襯底材料為Si、SiO2、Si3N4等 ）

存在問題：非硅襯底上很難形成較大的晶粒，容易在晶粒間形成空隙

解決方法：先用 LPCVD 在襯底上沉熾一層較薄的非晶硅層，再將這層非晶硅層退火，得到較大的晶粒，然后再在這層籽晶上沉積厚的多晶硅薄膜。

多晶硅薄膜電池由于所使用的硅較單晶硅少，又無效率衰退問題，并且有可能在廉價襯底材料上制備，其成本遠低于單晶硅電池，而效率高于非晶硅薄膜電池，因此，多晶硅薄膜電池不久將會在太陽能電地市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。

　2.多元化合物薄膜太陽能電池

多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機鹽，其主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、碲化鎘及銅銦硒薄膜電池等。

硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶硅電池低，并且也易于大規(guī)模生產(chǎn)，但由于鎘有劇毒，會對環(huán)境造成嚴重的污染，因此，并不是晶體硅太陽能電池最理想的替代產(chǎn)品。

砷化鎵III-V化合物電池的轉(zhuǎn)換效率可達28%，砷化鎵化合物材料具有十分理想的光學(xué)帶隙以及較高的吸收效率，抗輻照能力強，對熱不敏感，適合于制造高效單結(jié)電池。但是砷化鎵材料的價格不菲，因而在很大程度上限制了用砷化鎵電池的普及。

銅銦硒薄膜電池（簡稱CIS）適合光電轉(zhuǎn)換，不存在光致衰退效應(yīng)的問題，轉(zhuǎn)換效率和多晶硅一樣。具有價格低廉、性能良好和工藝簡單等優(yōu)點，將 成為今后發(fā)展太能電池的一個重要方向。唯一的問題是材料的來源，由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類電池的發(fā)展又必然受到限制。

3.有機化合物太陽能電池

有機太陽能電池以有光敏性質(zhì)的有機物作為半導(dǎo)體材料，以光伏效應(yīng)而產(chǎn)生電壓形成電流。有機太陽能電池按照半導(dǎo)體的材料可以分為單質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)、pn異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)和染料敏化納米晶結(jié)構(gòu)。

根據(jù)有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)，有機太陽能電池的成本平均只有硅太陽能電池的10%--20%；然而，目前市場上的有機太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率最高只有10%，這是制約其全面推廣的主要問題。因此，如何提高光電轉(zhuǎn)換率是今后應(yīng)該解決的重點問題。

4.敏化納米晶太陽能電池

染料敏化TiO2太陽電池實際上是一種光電化學(xué)電池。1991年，瑞士洛桑高等工業(yè)學(xué)院（EPFL）的 Michael Grätzel 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組用廉價的寬帶隙氧化物半導(dǎo)體TiO2制備成納米晶薄膜，薄膜上吸附大量羧酸-聯(lián)吡啶Ru（II）的配合物的敏化染料，并選用含氧化還原 電對的低揮發(fā)性鹽作為電解質(zhì)，研制成一種稱為染料敏化納米晶太陽能電池 。

納米晶TiO2 太陽能電池的優(yōu)點在于它廉價的成本和簡單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在 10%以上，制作成本僅為硅太陽電池的 1/5～1/10 ， 壽命能達到 20年以上。但此類電池的研究和開發(fā)剛剛起步，估計不久的將來會逐步走上市場。

基本原理：

染料分子吸收太陽光能躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，電子快速注入到緊鄰的TiO2 導(dǎo)帶，染料中失去的電子則很快從電解質(zhì)中得到補償，進入 TiO2 導(dǎo)帶中的電于最終進入導(dǎo)電膜 ， 然后通過外回路產(chǎn)生光電流。

5.聚合物多層修飾電極型太陽能電池

以有機聚合物代替無機材料是剛剛開始的一個太陽能電池制造的研究方向。由于有機材料柔性好，制作容易，材料來源廣泛，成本低等優(yōu)勢，從而對大規(guī)模利用太陽能，提供廉價電能具有重要意義。

以有機材料制備太陽能電池的研究僅僅剛開始，不論是使用壽命，還是電池效率都不能和無機材料特別是硅電池相比。能否發(fā)展為具有實用意義的產(chǎn)品，還有待于進一步研究探索。