太阳能电池材料开发技术

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中，大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电子转换反应，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：硅太阳能电池；以无机盐如砷化镓IIIV化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；功能高分子材料制备的太阳能电池；纳米晶太阳能电池等。对太阳能电池材料的要求有：半导体材料的禁带不能太宽；要有较高的光电转换效率；材料本身对环境不造成污染；材料便于工业化生产且材料性能稳定。随着新材料的不断开发和相关技术的发展，除了传统硅材料，新型材料的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。本书描述了制作太阳能电池的技术和材料，包括传统的光伏材料、新型无机材料，以及有机材料、纳米材料。本书涵盖了新型太阳能电池的材料及其研究现状，并讨论了太阳能电池的发展及趋势。

在本书中，读者可了解到先进光伏技术进展以及多种太阳能电池材料，主要介绍了如下几类太阳能电池材料：（1）单晶硅材料及单晶硅太阳能电池：单晶硅太阳能电池转换效率最高，但由于单晶硅材料成本高，价格居高不下，电池工艺繁琐，因而单晶硅太阳能电池没有得到很大的发展；（2）多晶硅薄膜电池：多晶硅薄膜电池使用的硅远较单晶硅少，其成本远低于单晶硅电池，能量转换效率高于非晶硅薄膜电池、无效率衰退问题，因此多晶硅薄膜电池有望在太阳能电地市场上占据主导地位；（3）非晶硅太阳能电池：非晶硅太阳能电池具有较高的转换效率和较低的成本，重量轻等特点，但其稳定性不高影响了其实际应用；（4）多元化合物薄膜电池：多元化合物薄膜作为太阳能电池的半导体材料，具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为太阳能电池的一个重要方向；（5）有机太阳能电池：有机太阳能电池具有柔性好、制作容易、材料来源广泛、成本低等优势，对大规模利用太阳能、提供廉价电能具有重要意义；（6）第三代太阳能电池：第三代太阳能电池技术随着科技的不断进步正在迅速发展，具有巨大的应用潜力。

本书主要内容如下：1.引言；2.基本物理原理对光电转换效率的限制；3.对光伏材料的物理表征；4.晶体硅太阳能电池的发展；5.非晶硅和微晶硅太阳能电池；6.III-V族太阳能电池；7.硫族薄膜太阳能电池；8.印刷有机太阳能电池；9第三代太阳能电池。

本书适合于光伏行业的科研工作者以及相关专业的研究生阅读。

杨盈莹，助理研究员