是由玻璃基板、金属层、透明导电层、电器功能盒、胶合材料、半导体层所构成的。具有相同遮蔽面积下功率损失较小，照度相同下损失的功率较晶体硅太阳能电池少等优点。
太阳能电池 晶体硅电池 90% 薄膜电池 10% 单晶硅电池 48.2% 多晶硅电池 51% 非晶硅电池 46.1% 其他化合物电池 53.9%
图2-1 太阳能电池分类
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3 太阳能电池现状分析
3.1 硅太阳能电池
硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池（图3-1）、多晶硅太阳能电池（图3-2） 和非晶硅太阳能电池（图3-3）三种。
图3-1 单晶硅电池 图3-2 多晶硅电池 图3-3 非晶硅电池
3.1.1 单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池转换效率为最高，技术也最为成熟。作为太阳能电池，单晶硅有很多特点：作为原料的硅材料在地壳中含量丰富，对环境基本上没有影响；单晶硅制备以及pn结的制备都有成熟的集成电路工艺做保证；硅的密度低，材料轻。即使是50um以下厚度的薄片也有很好的强度；与多晶硅、非晶硅比较，转换效率高[6]；电池工作稳定，已实际用于人造卫星等方面，并且可以保证20年以上的工作寿命。
单晶硅太阳能电池在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的效率为15%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用，单晶硅太阳能电池要想进一步发展普及，必须降低成本并提高转化效率。
由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。单晶硅太阳能电池的构造和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料[7]。为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。
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表 3-1 主要太阳能电池对比 技术路线 实验室最高转换效率 24.70% 19.30% 12.80% 40.70% 批量生产 效率 17% 14% 6%-7% 30% 组件成本 （美元/W） 2.29 2.25 1.0-1.5 3 优缺点 晶体硅太阳能电池 薄膜太阳能电池 单晶硅电池 多晶硅电池 非晶硅薄膜电池 硅耗大、成本高 硅耗大、成本高 硅耗小、投资大、有衰减 效率高、成本高 聚光太阳能电池 3.1.2 多晶硅太阳能电池
多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，实验室最高转换效率为18%，工业规模生产的转换效率为10%。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些（如表3-1），材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此将逐步取代单晶硅太阳能电池的市场[8]。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。多晶硅太阳能电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在太阳能电池生产总成本中己超二分之一。针对目前多晶硅电池大规模生产的特点，提高转换效率的主要创新点有以下几个方面：
(1) 高产出的各向同性表面腐蚀以形成绒面； (2) 简单、低成本的选择性扩散工艺；
(3) 具有创新的、高产出的扩散和PECVDSiN淀积设备； (4) 降低硅片的厚度；
(5) 背电极的电池结构和组件。 3.2 薄膜太阳能电池
3.2.1 非晶硅薄膜太阳能电池
非晶硅薄膜太阳电池在20世纪70年代世界能源危机时获得了迅速发展，它在降低成本方面的巨大潜力，引起了世界各国研究单位、企业和政府的普遍重视。 非晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，它的主要优点是在弱光条件也能发电，有极大的潜力[9-10]。大力发
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展薄膜型太阳电池不失为当前最为明智的选择，薄膜电池的厚度一般大约为0.5至数微米，不到晶体硅太阳电池的1/100，大大降低了原材料的消耗，因而也降低了成本。其非晶硅太阳能电池的主要特点是：
(1) 重量轻，比功率高
在不锈钢衬底和聚脂薄膜衬底上制备的非晶硅薄膜太阳能电池电池，重量轻、柔软，具有很高的比功率。在不锈钢衬底上的比功率可达1000W/kg，在聚脂膜上的比功率最高可达2000W/kg。而晶体硅的比功率一般仅40-100W/kg。由于衬底很薄，可以卷曲、裁剪，便于携带，这对于降低运输成本特别是对于空间应用十分有利。
(2) 抗辐照性能好
由于晶体硅太阳电池和砷化镓太阳电池在受到宇宙射线粒子辐照时，少子寿命明显下降。如在1Mev电子辐射通量1×1016e/cm2时，其输出功率下降60%，这对于空间应用来说是个严重问题。而非晶硅薄膜太阳电池则表现出良好的抗辐射能力，因宇宙射线粒子的辐射不会(或很小)影响非晶硅太阳电池中载流子的迁移率，但却能大大减少晶体硅太阳电池和砷化镓太阳电池中少子的扩散长度，使电池的内量子效率下降。在相同的粒子辐照通量下，非晶硅薄膜太阳电池的抗辐射能力远大于单晶硅太阳电池的50倍，具有良好的稳定性[10]。因此非晶硅薄膜太阳电池具有更高的抗辐照能力。
(3) 耐高温
单晶硅材料的能带宽度为1.1eV，砷化镓的能带宽度为1.35eV，而非晶硅材料的光学带隙大于1.65eV，有相对较宽的带隙，所以非晶硅材料比单晶硅和砷化镓材料有更好的温度特性。在同样的工作温度下，非晶硅太阳电池的饱和电流远小于单晶硅太阳电池和砷化镓太阳电池，而短路电流的温度系数却高于晶体硅电池的一倍，这十分有利在较高温下保持较高的开路电压和曲线因子。在盛夏，太阳电池表面温度达到60-70度是常有的，良好的温度特性十分重要。
据报导在空间应用时，由于辐照和高温的原因，初始稳定效率为9%的非晶硅太阳电池，其性能优于初始效率为14%的单晶硅太阳电池[9,11]。非晶硅太阳电池经过30多年的发展,在技术上已取得很大进展，主要是用非晶碳化硅薄膜或微晶碳化硅薄膜来替代非晶硅薄膜做窗口材料，以改善电池的短波方向光谱响应；采用梯度界面层，以改善异质界面的输运特性；采用微晶硅薄膜做n型层，以减少电池的串联电阻；用绒面二氧化锡代替平面氧化铟锡；采用多层背反射电极，
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以减少光的反射和透射损失，提高短路电流；采用激光刻蚀技术，实现电池的集成化加工；采用叠层的电池结构,以扩展电池的光谱响应范围，提高光电转换效率；采用分室连续沉积技术，以消除反应气体的交叉污染，提高电池的性能。上述技术的采用使非晶硅薄膜太阳电池的光电转换效率从2%提高到13.7%。
随着非晶硅薄膜太阳电池光电转换效率的提高，其产业化进程也取得令人瞩目的进展。由于非晶硅材料优越的短波响应特性，使其在计算器、手表等荧光灯下工作的微功耗电子产品中占据很大优势，不仅在80年代的10年中取得了数十亿美元的利润，而且至今仍具有很大的消费市场。从计算器、手表等弱光应用到各种消费品甚至功率方面的应用，如收音机、太阳帽、庭院灯、微波中继站、航空航海信号灯、气象监测、光伏水泵及小型独立电源等应用领域不断扩大，产量迅速上升。世界上出现了若干MW级的生产线和许多非晶硅薄膜太阳电池的企业，目前，整个非晶硅薄膜太阳电池的年销售量增长很快，形成了非晶硅薄膜、多晶硅和单晶硅的三分天下的局面。
尽管非晶硅薄膜太阳电池具有上述诸多优点，然而在发展中也显现出一些明显的问题。主要是电池的光电转换效率在强光作用下呈逐渐衰退的态势，这一问题是阻碍非晶硅薄膜太阳电池进一步发展的主要障碍。初期产品的光电转换效率本来就低(仅4-5%)，再加上30%左右的衰退率，使非晶硅薄膜太阳电池的低成本的优势被较低的效率所抵消。这样就造成了非晶硅薄膜太阳电池的产量从80年代末到90年代初期间处在停滞不前的徘徊阶段。对此学术界一直围绕如何提高非晶硅薄膜太阳电池光电转换效率稳定性的问题，从材料、器件结构等多个层面进行研究。特别针对光电转换效率在强光作用下衰退的机理进行了不懈的探索，初步结论是本征非晶硅材料的S-W效应。为了揭示S-W效应的起因,在理论上人们提出了各种微观模型：如Si-Si 弱键模型；电荷转移模型；再杂化双位模型；Si-H弱键模型以及桥键模型等。
由于独特的技术优势，多晶硅薄膜电池具有广阔的应用前景：
(1) 在光伏建筑一体化上的应用：采用薄膜太阳能电池作为玻璃幕墙可以在成本提高不多的前提下实现建筑物能源的自给自足，且整体性好，美观；
(2) 大规模低成本发电站：薄膜电池因为其弱光效应好，每天工作时间可超过8个小时，远高于晶硅电池每天约4个小时的工作时间，这补足了其发光效率相对较低的不足；
(3) 太阳能照明光源：由于薄膜硅太阳能电池的弱光响应好，这个优势使薄
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