膜电池组件在太阳能交通灯和公共照明系统上的应用更具优势。而LED节能灯和非晶硅薄膜电池的匹配，更是开创了无源照明的新纪元。
薄膜太阳能电池是缓解能源危机的新型光伏器件，太阳能的充分开发和有效利用为人类解决能源危机提供了一条途径，也必将给人类带来巨大的社会和经济效益，市场调查公司美国Nano Markets发布的预测显示，薄膜太阳能电池全球市场规模2015年将达到140亿美元。然而在太阳能电池开发和制备过程中，面临的问题和挑战依然很多，广大科研工作者尚需认真思考和解决以下几个方面的问题：(1) 降低太阳能电池的成本，使其应用更具有普遍性，而太阳能电池的薄膜化是降低成本的有效途径；(2) 拓宽其光敏响应频率范围，尤其是对可见光的利用，提高薄膜太阳能电池的转换效率[12]；(3) 研究新型材，提高薄膜太阳能电池的稳定性，减小材料本身对人类和环境的危害。
3.2.2 多元化合物薄膜太阳能电池
为了寻找单晶硅电池的替代品，人们除开发了多晶硅、非晶硅薄膜太阳能电池外，又不断研制其它材料的太阳能电池。其中主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，在广泛深入的应用研究基础上，国际上许多国家的碲化镉薄膜太阳电池已由实验室研究阶段开始走向规模工业化生产。现今，美国高尔登光学公司碲化镉薄膜电池的生产能力为2MW，日本的碲化镉电池产量为2.0MW，此外，德国一家公司将建成一家年产10MW的碲化镉薄膜太阳电池组件生产厂，预计其生产成本将会低于$1.4/W。该组件不但性能优良，而且生产工艺先进，使得该光伏组件具有完美的外型，能在建筑物上使用，既拓宽了应用面，又可取代某些建筑材料而使电池成本进一步降低。但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品[13]。
砷化镓III-V化合物电池的转换效率可达28%，砷化镓化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率，抗辐照能力强，对热不敏感，适合于制造高效单结电池。但是砷化镓材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用砷化镓电池的普及。
铜铟硒薄膜电池（简称CIS）适合光电转换，不存在光致衰退问题[13]，转换效率和多晶硅一样。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。唯一的问题是材料的来源，由于铟和硒都是比较
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稀有的元素，因此，这类电池的发展又必然受到限制。 3.3 新型太阳能电池
3.3.1 纳米晶太阳能电池
纳米TiO2晶体化学能太阳能电池是新近发展的，优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5～1/10。寿命能达到5年以上。纳米太阳能电池的研究也已成为光电化学领域研究的热点，在这一领域经过大量的研究，取得喜人的成就，但由于此类电池的研究和开发刚刚起步，估计不久的将来会逐步走上市场。此外，纳米晶太阳能电池仍存在一些问题，如染料敏化剂的制备成本较高，还有一个重要问题就是目前仍旧沿用液态电解质，由于电解液泄漏，电极腐蚀，电池寿命短等缺陷，使得以固态空穴传输材料代替液态电解质制备全固态纳米太阳能电池成为一个必然方向。目前，虽然已有大量的研究制备出全固态电池，并取得了一定的成绩，但由于大部分光电转换率不很理想仍需进一步深入研究。
3.3.2 叠层太阳能电池
叠层电池使得电池的性能可以得到叠加。太阳能电池的薄层化使其可以做得更薄，因此器件的叠层也变得更为现实可行。叠层电池可以是同种器件的叠层，也可以是异类器件的叠层。每一个叠层单元，由于感光部分的光响应性能不同，可分别吸收利用不同波段的太阳光。经过叠层，太阳光可以在全波段上都受到较好的吸收；同时由于器件之间的耦合效应，整体的光能转换效率可以达到更高水平。例如，单个III／V族化合物薄膜电池光电转换效率在10%一20%之间，经过叠层，能量转换效率亦可达到30%以上。在新概念电池方面，8.18%的染料敏化太阳能电池经过与13.9%的CIGS电池叠层，整体效率可达到15.09%。叠层太阳能电池的设计难题在于要寻找两种品格匹配良好的半导体晶体，其禁带宽度将引起高效率的能量转换。此外．在理想的情况下，电池导带的最上层应该有与底层价带大约相同的能量，这使得顶端半导体的电子被太阳光激发后能够很容易的从导带进入底部半导体晶格的孔。电子在价带上又被不同波长的太阳光激发。这样一来，两部分的电池一起工作，像两个串连的蓄电池，并且总功率与两个电池的功率总和相等。否则，当电子流过时就会因为由此产生的电阻造成功率损耗。另外就是实际应用中叠层电池的稳定性问题。
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3.3.3 柔性电池
柔性太阳能电池板采用高晶硅材料制成，并用高强度、透光性能强的太阳能专用钢化玻璃以及高性能、耐紫外线辐射的专用密封材料层压制而成，有能抗冰雪、抗震、防压等多种优点，即使在温度剧变的恶劣条件下也能正常使用，。所以柔性电池能用在平板类太阳能电池难以胜任的许多领域，例如太阳能汽车、飞机、飞艇、建筑、纺织品、帐篷、服装、头盔，玩具等特殊曲面上。从制备工艺上看，由于该种电池有望采用成卷生产技术，便于大面积连续生产，降低成本的潜力很大。另外，柔性电池可以进行卷曲折叠，从而方便携带。柔性电池通常采用柔韧的聚合物半导体作为感光组元组装器件，或者在其他新概念电池中采用导电的柔性有机基板电极。目前几乎各种类型的光伏器件都在不同程度上实现了柔性化，如聚合物有机半导体太阳能电池、无机半导体太阳能电池、非晶硅、染料敏化太阳能电池等。
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4 太阳能电池发展面临的问题及发展趋势
4.1 我国太阳能电池发展的主要问题及解决办法
由于国外市场特别是德国市场需求的刺激。我国太阳能电池厂家发展迅速，估计今年全国数十家企业新上的或扩产的太阳能电池生产线的产能目标将超过600MW，而实际产量也将达到300MW以上。但在“形势一片大好”的背后存在着不少潜在的问题。
(1) 硅原材料
太阳能电池用硅原材料缺乏已成为国际性的一大问题，对我国的影响尤为严重，国际上长期供货合同的均价以上涨了25%，而在我国，由于畸形发展，上涨的幅度远不止25%，一般向国外生产厂家直接订货合同价格为40-60美元/kg；同通过中间商的硅材料价格2005年一路飙升，一年之间已从25美元/kg上升到超过200美元/kg，最近已达220美元/kg。以目前国际市场太阳能电池销售价4.0-4.2美元/W计算[14]，如此昂贵的硅材料价格已使太阳能电池生产厂无利润可言，更为严重的是现在已有一些新上电池生产线、即使高价也买不到货，处于半停产状态，尽管洛阳中硅、四川峨眉等公司计划扩产，特别是洛阳中硅已决定新建年产1000吨多晶硅的生产线项目，但上这样的大项目风险不小，不仅投资很大，而且从年产300吨试验生产线扩展到年产1000吨生产线，技术上将会遇到不少问题。由于太阳能电池用多晶硅材料用量猛增，已带动了整个电子信息产业的硅材料上涨，影响到其他硅电子元器件的材料成本。
有资料表明，目前我国对多晶硅的需求量为3800吨，其中光伏产业需求2691吨，而我国多晶硅的产量只有60吨，即使全部供应光伏产业，也仅占市场需求的2.6%。我国硅原材料非常丰富，是石英砂矿（制备晶体硅的原材料）的出产大国，在海南岛等地拥有大量的矿产资源，在世界硅产量中我国就占了1/3，这是我国大力发展太阳能电池的有利资源条件。但是我国的提纯技术较为落后，提纯成本很高，价格贵。我认为，我们一定要重视多晶硅规模生产技术的自主研发，努力增大科技投入的，不能依赖于从国外买进技术，必须要靠科研人员和企业的自主研发创新，扭转现在的被动局面，为将来的发展作好技术储备。
(2) 市场
目前我国的太阳能电池产品主要是外销，太阳能电池和组件有95%以上销往
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国外，国内市场份额很小，太阳能电池成了典型的两端在外的行业：技术、原材料在外，销售和市场在外，而加工制造在内，这导致高额利润由国外厂商赚，国内花费大量劳力、能源、资源、仅取得低额利润。值得注意的是，现在我国能源紧缺，消耗紧缺的能源制取可再生的能源产品，源源不断地输送到国外获得微薄收益，不符合国家的根本利益。
最近几年国内太阳能电池市场一直处于停滞不前的状态，在国外，发展太阳能光电产业主要是依靠大量安装屋顶并网系统，早在两年前已占全世界太阳能电池总用量的60%以上，现在估计已超过70%，而我国只有深圳、上海和北京有些
图4-1 中国太阳能电池产量及增长率
零星的并网屋顶系统，如果没有大中型城市和东南沿海经济发达地区大量推广屋顶并网系统，即使实施西部地区村通电工程也难以使我国的太阳能电池市场获得持久快速发展。
如果国内市场没有发展起来，一旦国外市场受阻，而众多的太阳能电池生产厂商将面临十分困难的局面。因此，太阳能电池要想获得长足的发展，必须要打开国内市场，这还依赖于政府的扶持。
(3) 技术进步
近年来我国太阳能电池产业发展很快，但技术进步并不显著，主流的晶体硅太阳能电池的技术进步几乎全依赖于先进的进口设备，很少有属自主创新的核心技术；除少数企业外，产品总体质量不如日、欧、美等发达国家。在目前的科技体制下，科研院所要想开展具有原创性的太阳能电池研究有很多困难，因此，包括生产设备制造在内的总体技术水平始终与发达国家有一定的差距。
我认为要解决技术进步的问题，关键是需要有一大批拔尖的技术人才，而我国现有的情况是：大学比较注重一些新型太阳能电池的研究，缺乏对常规太阳能电池生产工艺的研发，而一些有关科技院所已改制或面临改制，无力投入大量资
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