薄膜電池技術(shù)具有提供最低的每瓦組件成本的優(yōu)勢，將有望成為第一個(gè)達(dá)到電網(wǎng)等價(jià)點(diǎn)的太陽能技術(shù)。由于原材料短缺，在單晶硅和多晶硅太陽能電池的發(fā)展速度受到限制的情況下，新型薄膜太陽能電池發(fā)展尤為迅速。有資料顯示，美國薄膜電池的產(chǎn)量已經(jīng)超過了多晶硅和單晶硅電池的產(chǎn)量。薄膜技術(shù)會越來越成熟，在未來的市場份額中將大比例提升。據(jù)行業(yè)分析公司NanoMarkets預(yù)測，薄膜太陽能電池2015年的發(fā)電量將達(dá)到26GW，銷售額將超過200 億美元，太陽能電池發(fā)電量的一半以上將來自薄膜太陽能電池。預(yù)計(jì)在未來薄膜電池市場中非晶硅(a-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦鎵硒(CIGS)三種電池將分別占到薄膜光伏市場的60%、20%和20%。

    非晶硅/微晶硅電池是產(chǎn)業(yè)化方向沉積設(shè)備至關(guān)重要

    在薄膜太陽能電池中，硅基薄膜電池發(fā)展最迅速，其中已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的是非晶硅電池。提高電池轉(zhuǎn)換效率和降低成本是當(dāng)前非晶硅電池技術(shù)升級的主要任務(wù)。

    在薄膜太陽能電池中，硅基薄膜電池由于原材料豐富，且無毒、無污染，因而研發(fā)最廣泛，發(fā)展最迅速。目前，已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的硅基薄膜電池是非晶硅電池。在過去的幾年里，隨著世界范圍內(nèi)太陽能電池市場蓬勃發(fā)展，許多傳統(tǒng)的單晶硅和多晶硅太陽能電池企業(yè)開始開發(fā)硅基薄膜電池。其中有日本的夏普、三洋，德國的Q-Cells和中國的尚德等。與此同時(shí)，新興硅基薄膜太陽能企業(yè)也迅速增多，特別是在中國和印度等發(fā)展中國家。我國非晶硅電池原只有哈爾濱克羅拉、深圳宇康1MW單結(jié)a-Si電池生產(chǎn)線，現(xiàn)增加福建鈞石能源、天津津能、蚌埠普樂等已建和在建的20多家非晶硅電池生產(chǎn)企業(yè)，規(guī)模從幾兆達(dá)到數(shù)十兆瓦。

    非晶硅/微晶硅電池是方向

    提高電池效率最有效的途徑是盡量提高電池的光吸收效率。對硅基薄膜而言，采用窄帶隙材料是必然途徑。如Uni-Solar公司采用的窄帶隙材料為a-SiGe(非晶硅鍺)合金，他們的a-Si/a-SiGe/a-SiGe三結(jié)疊層電池，小面積電池(0.25cm2)效率達(dá)到 15.2%，穩(wěn)定效率達(dá)13%，900cm2組件效率達(dá)11.4%，穩(wěn)定效率達(dá)10.2%，產(chǎn)品效率達(dá)7%-8%。

    國際公認(rèn)非晶硅/微晶硅疊層太陽能電池是硅基薄膜電池的下一代技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)高效低成本薄膜太陽能電池的重要技術(shù)途徑，是薄膜電池新的產(chǎn)業(yè)化方向。2005年日本三菱重工和鐘淵化學(xué)公司的非晶硅/微晶硅疊層電池組件樣品效率分別達(dá)到11.1%(40cm×50cm)和13.5% (91cm×45cm)。日本夏普公司2007年9月實(shí)現(xiàn)非晶硅/微晶硅疊層太陽能電池產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)(25MW，效率8%-8.5%)，歐洲 Oerlikon(歐瑞康)公司、美國AppliedMaterials(應(yīng)用材料公司)，也正研發(fā)產(chǎn)品級非晶硅/微晶硅電池關(guān)鍵制造技術(shù)。

    國內(nèi)，南開大學(xué)以國家“十五”、“十一五”973項(xiàng)目和“十一五”863項(xiàng)目為依托，進(jìn)行微晶硅材料和非晶硅/微晶硅疊層電池研究。小面積微晶硅電池效率達(dá)9.36%，非晶硅/微晶硅疊層電池效率達(dá)11.8%，10cm×10cm組件效率達(dá)9.7%?，F(xiàn)正與福建鈞石能源公司合作，進(jìn)行平方米級非晶硅/微晶硅疊層電池關(guān)鍵設(shè)備及電池制造技術(shù)的研發(fā)。