簡(jiǎn)介

非晶硅薄膜是太陽(yáng)能電池核心原材料之一，也稱微晶矽。按照材料的不同，當(dāng)前矽太陽(yáng)能電池可分為三類：?jiǎn)尉?yáng)能電池、多晶矽薄膜太陽(yáng)能電池和非晶矽薄膜太陽(yáng)能電池三種。非晶矽薄膜就是相對(duì)于單晶矽和多晶矽來(lái)說(shuō)的。當(dāng)然除了使用除矽材質(zhì)以外目前國(guó)內(nèi)外還研制出了非矽系的薄膜技術(shù)，如采用CIGS、CdTe等作基質(zhì)。

性質(zhì)

非晶矽（amorphous silicon α-Si ）又稱無(wú)定形矽。單質(zhì)矽的一種形態(tài)。棕黑色或灰黑色的微晶體。矽不具有完整的金剛石晶胞，純度不高。熔點(diǎn)、密度和硬度也明顯低于晶體矽?！　》蔷幕瘜W(xué)性質(zhì)比晶體矽活潑?？捎苫顫娊饘?如鈉、鉀等) 在加熱下還原四鹵化矽，或用碳等還原劑還原二氧化矽制得。結(jié)構(gòu)特征為短程有序而長(zhǎng)程無(wú)序的α-矽。純?chǔ)?矽因缺陷密度高而無(wú)法使用。采用輝光放電氣相沉積法就得含氫的非晶矽薄膜，氫在其中補(bǔ)償懸掛鏈，并進(jìn)行摻雜和制作pn結(jié)。非晶矽在太陽(yáng)輻射峰附近的光吸收系數(shù)比晶體矽大一個(gè)數(shù)量級(jí)。禁帶寬度1.7～1.8eV，而遷移率和少子壽命遠(yuǎn)比晶體矽低。現(xiàn)已工業(yè)應(yīng)用，主要用于提煉純矽，制造太陽(yáng)電池、薄膜電晶體、復(fù)印鼓、光電傳感器等。

應(yīng)用前景

薄膜太陽(yáng)電池作為一種新型太陽(yáng)能電池，由于其原材料來(lái)源廣泛、生產(chǎn)成本低、便于大規(guī)模生產(chǎn)，因而具有廣闊的市場(chǎng)前景。薄膜電池基本上分為：非/微晶矽薄膜電池、CIGS薄膜電池和CdTe薄膜電池三種。其中，GIGS的轉(zhuǎn)換效率最高，約為10％～12%，CdTe的轉(zhuǎn)換效率次之，約為8.5%～10.5%，非/微晶電池最低，一般為6％～8%；但從原材料的可獲取性來(lái)看，非/微晶電池的原材料為矽烷，最為普遍，而另外兩種電池的原材料中均包含稀有元素化合物，可獲取性較低。

近年來(lái)，非晶矽薄膜太陽(yáng)電池逐漸從各種類型的太陽(yáng)電池中脫穎而出，在全球范圍內(nèi)掀起了一股投資熱潮。大尺寸玻璃基板薄膜太陽(yáng)電池投入市場(chǎng)，必將極大地加速光伏建筑一體化、屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)以及光伏電站等的推廣和普及。同時(shí)，非晶矽薄膜電池在高氣溫條件下衰減微弱，所以也適合高溫、荒漠地區(qū)建設(shè)電站。

此外，不難看出，晶體矽電池產(chǎn)業(yè)鏈從上游多晶矽到矽棒、硅片、電池、元件，整個(gè)鏈條非常清晰，每一個(gè)上游環(huán)節(jié)的產(chǎn)品即是下游環(huán)節(jié)的原材料。而薄膜電池的產(chǎn)業(yè)鏈并不像晶體矽電池那樣縱深，設(shè)備以及原材料采購(gòu)?fù)瓿珊髮⒃诒∧る姵貜S統(tǒng)一加工制造完成。

目前，雖然薄膜電池具有轉(zhuǎn)換效率低的劣勢(shì)，卻也同時(shí)具備成本低廉的優(yōu)勢(shì)。非晶矽薄膜電池中矽的用量?jī)H為普通多晶矽用量的1/100。根據(jù)AMAT的預(yù)測(cè)，未來(lái)兩年薄膜電池的成本可以繼續(xù)下降40%。成本下降的同時(shí)，效率也在提高。我們預(yù)計(jì)到2015年左右，非/微晶電池的轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到15%，成本將達(dá)到1.28美元/W，CIGS電池的轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到15%，成本將達(dá)到1美元/W，CdTe電池的轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到13%，而成本將達(dá)到0.7美元/W。

成本的降低必然帶來(lái)需求的提升，市場(chǎng)普遍預(yù)測(cè)，2012年薄膜電池的市場(chǎng)占有率將達(dá)到30%。實(shí)際上，薄膜電池與晶體矽電池并不存在誰(shuí)完全替代誰(shuí)的問(wèn)題，誰(shuí)的成本降的更快，將來(lái)就有可能獲得更多的市場(chǎng)份額，短期內(nèi)來(lái)看，薄膜電池更有潛力。一旦薄膜電池能實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，需求將是指數(shù)級(jí)別的增長(zhǎng)。