材料与化工学院 10化学 201004034043043 任羽
高建钢一、 文献综述
薄膜电池是实现太阳电池的主要途径，多晶硅薄膜电池由于具有较高的转换效率和大幅度降低成本而逐渐成为人们研究的热点，多晶硅薄膜电池研究的关键技术是发展性能优良的廉价衬底材料【1】，多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外，另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术，这样制得的太阳能电池转换效率明显提高。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积（LPCVD）和等离子增强化学气相沉积（PECVD）工艺。此外，液相外延法（LPPE）和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池【2】。 1.国内外的研究现状
1.1国外的研究现状
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德国费莱堡太阳能研究所采用区馆再结晶技术在FZ Si衬底上制得的多晶硅电池转换效率为19％，日本三菱公司用该法制备电池，效率达16.42%。 半导、芯片、集成电路、设计、版图、芯片、制造、工艺、制程、封装、测试、液相外延（LPE）法的原理是通过将硅熔融在母体里，降低温度析出硅膜。美国Astropower无石棉刹车片公司采用LPE制备的电池效率达12．2％【2】。
1.2我国的研究现状
中国光电发展技术中心的陈哲良采用液相外延法在冶金级硅片上生长出硅晶粒，并设计了一种类似于晶体硅薄膜太阳能电池的新型太阳能电池，称之为“硅粒”太阳能电池，但有关性能方面的报道还未见到【3】。
2、多晶硅薄膜太阳能电池的优缺点【4】
2．1优点
多晶硅薄膜太阳能电池是兼具晶体硅太阳能电池的高光转化率，稳定长寿和非晶硅太阳能
电池的材料制备工艺简单、成本低、并且没有污染，可大面积生长等优点于一身的新一代太阳能电池，具有广阔的发展前景。
2.1缺点
多晶硅薄膜的晶粒尺寸、晶粒形态、晶粒晶界、膜厚以及基本有害杂质的含量及分布方式严重地影响着太阳能电池的性能仍落后于晶体硅太阳能电池的主要原因。
3.电池工作原理
多晶硅薄膜太阳能电池是将多晶硅薄膜生长在低成本的衬底材料上【5】，，用相对薄的晶体硅层作为太阳能电池的激活层，不仅保持了晶体硅太阳能电池的高性能和稳定性，而且材料的用量大幅度的下降，明显地降低了电池的成本，多晶硅薄膜电池的工作原理与其它太阳能电池一样，是基于太阳光与半导体材料的作用而形成光伏效应【6】。光与半导体的相互作用可以产生光生截流子。当将所产生的电子空穴对靠半导体内形成的势垒分开到两级时，两级间会产生电势，称为光生伏打效应，简称光伏效应【7】。
4.要解决的问题
通过实验方法和实验参数来获得大颗粒、取向规则、低杂质、低空隙率、少晶粒晶界、均匀且厚度可控的高质量多晶体薄膜，从而进一步提高多晶体薄膜太阳能电池光电转化率，并进一步降低成本，使得多晶硅薄膜太阳能电池的发电能力及成本能够与常规能源相竞争，进而取而代之【8】。
调频器
多层的光能转化材料，提高光能转化率，二氧化钛的价钱便宜，涂一层二氧化钛的膜可以增加光能的转化率【9】【10】。
二、实验方案
太阳能电池根据所用材料的不同【11】，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位多晶硅薄膜电池由于所使用的硅远较单晶硅少，又无效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池，因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位【12】。太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。
二氧化钛这种涂料的组成。将纳米二氧化钛纳米微粒涂上硫化镉或硒化镉，然后将其放入酒精和水的混合液中就形成了粘稠的糊状物【13】。涂到透明的导电物质上以后，这种涂料就会把光转化为电能【14】。
1. 主要原料
二氧化钛，氟化的玻璃，SiF4,PH3,氢气，晶体硅
2. 太阳能多晶硅薄膜电池的制作过程
第一步：在较低的温度300℃下，用叠层技术，在经预先氟化的玻璃衬底上沉积多晶薄膜。在低温下用等离子效应增强化学气相沉积法沉积大面积多晶体薄膜。一般p-型掺杂多晶硅薄膜用叠层技术沉积，其厚度为0.28～5.78mm。典型的沉积条件为：SiF4流量60sccm，氢流量为15sccm，沉积温度为300℃，微波功率为200W，压强为53.3pa。进行卜型掺杂沉淀在氢气中混合10ppmPH3，流量为18sccm.每次沉积持续和原子氢处理时间为wifi文件传输10s。由于沉积时，掺杂用的PH3和原SiF4加入氢等离子体区域，这样可以较好地控制膜的P和Si的比例。
第二步：在沉积了多晶薄膜的玻璃衬底上在涂上一层二氧化钛膜，先把二氧化钛粉末放入研钵中与粘合剂进行研磨，接着用玻璃棒缓慢地在衬底玻璃上进行涂膜，把二氧化钛膜放入酒精灯下烧结10～15分钟，然后冷却数字媒体播放系统 。
第三步：在100K～400K温度范围内，用霍尔效应和电导测量确定其载流电子运输特性。
三、参考文献
【1】 http:///html/0096/2006628_10576.html
【2】 /Html/cyxxny/2007-11/9/162953972.html
【3】 吴斌，汪建华，满卫东。多晶硅薄膜太阳能电池的研究现状。世界科技研究与发展，2008，Vol.30:688～693
【4】 学术论文 李鹤 《多晶硅薄膜太阳电池的研究》
【5】 /webpage/paper/200812/2008120815551100003.htm
【6】 澳）MARTIN A.GREEN 《太阳能电池工作原理、技术和系统应用》2010年
【7】 胡兴军，太阳能光伏发电产业综述。上海电力，2008,4:365～369
【8】 李晓波，方玲。关于太阳能的市场应用前景分析，经济管理，2008,12
