物質(zhì)在受到光照以后，往往會引發(fā)某些電性質(zhì)的變化，亦即光電效應。光電效應主要有光電導效應、光生伏*應和光電子發(fā)射效應3種。最近有人提出GENESIS計劃（grobal energy network equippers with solar ceils and international superconductor grids），即在世界范圍內(nèi)，將太陽能電站發(fā)出的電力用超導電纜連接，建設全球規(guī)模太陽能綜合供電網(wǎng)絡的計劃。目前，在日本已有新陽光計劃.美國有Solar 2000計劃，歐盟（EU）有Sahel計劃等。世界主要工業(yè)國家針對21世紀能源的綜合需求和地球環(huán)境改善.將進一步推進包括太陽能電池在內(nèi)的太陽能利用計劃。
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一、光電變換薄膜材料的制備原理技術
當金屬或半導體受到光照射時，其表面和體內(nèi)的電子因吸收光子能量而被激發(fā)，如果被激發(fā)的電子具有足夠的能量，足以克服表面勢壘而從表面離開，產(chǎn)生了光電子發(fā)射效應。CIS薄膜太陽能電池是以銅銦硒（CIS）為吸收層的薄膜太陽能電池。目前，還有在CIS中摻人部分Ga、A1來代替CIS中的In，從而形成CIGS或CIAS薄膜太陽能電池的結構；而且這一類電池被認為是未來最有希望實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應用的化合物薄膜太陽能電池。美國的CuInSe2-cd（zn）s薄膜太陽能電池的光電轉換效率可達12%，這使CIGS薄膜太陽能電池成為高性能薄膜太陽能電池的前列。 薄膜開關
主要介紹CIGS薄膜的制備技術。
?、費o背電極薄膜的沉積。在電池研究過程中，包括Mo、Pt、Ni、A1、Au、Cu和Ag在內(nèi)的很多金屬都被試著用來制作背電極接觸材料。研究發(fā)現(xiàn)，除了Mo和Ni之外，在制備CIGS薄膜的過程中，這些金屬都會和CIGS產(chǎn)生不同程度的相互擴散。擴散引起的雜質(zhì)將導致更多復合中心的產(chǎn)生，最終將導致電池效率的下降。在高溫下Mo具有比Ni更好的穩(wěn)定性，不會和Cu、In產(chǎn)生互擴散，并且具有很低的接觸電阻，所以一直被用做理想的背電極材料。 薄膜開關
Mo的沉積厚度約為0.5-1.5μm。首先在鈉鈣玻璃上采用射頻磁控濺射、直流磁控濺射或真空熱蒸發(fā)的方法沉積厚度約為1.0μm的Mo層。由于直流磁控濺射技術制備的Mo薄膜的均勻性好，薄膜的沉積速率高，所以，一般在沉積Mo薄膜時多采用直流磁控濺射技術來沉積。薄膜開關
②CIGS薄膜的沉積。具有黃銅礦結構的化合物材料CulnSe2（CIS）或CulnGaSe2（CIGS）在可見光范圍內(nèi)的吸收系數(shù)高達105 cm-1，通過改變鎵的含量，其禁帶寬度在1.04～1.67 eV范圍內(nèi)可調(diào)，可以制備出*禁帶寬度的半導體材料。同時具有好的穩(wěn)定性，耐空間輻射，屬于*的薄膜太陽能材料之一。美國可再生能源實驗室用Cu、In、Se、Ga四元共蒸發(fā)沉積法制備的薄膜太陽能電池的轉化效率已經(jīng)高達18.8%。雖然共蒸發(fā)法在小面積電池上取得了*的效率，在大面積制備薄膜太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化應用方面，卻存在其難以克服的障礙。目前采用較多的方法仍然是磁控濺射法。基于磁控濺射的工藝也有很多，主要有濺射預制薄膜后硒化方法，預制薄膜的制備等?；谝陨系囊螅苽涞腃uln（CuInGa）預制薄膜厚度為600～700 nm，Se化后Cu—InGaSe2薄膜的厚度為1.8～2.0μm，整個厚度會有2～3倍的提高。 薄膜開關
二、光電變換薄膜材料的應用
太陽能光電轉換裝置就是太陽能電池。太陽能電池，又稱光伏電池。太陽能電池發(fā)電的原理是利用光生伏*應。當太陽光源或其他光輻射到太陽能電池的pn結上時，電池就吸收光能，從而產(chǎn)生電子一空穴對。這些電子一空穴對在電池的內(nèi)建電場，即pn結電場的作用下，電子和空穴被電場分離，在pn結的兩側，即電池兩端形成由電子和空穴組成的異性電荷積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是所謂的“光生伏*應”。如果將多個pn結串聯(lián)起來，就可以得到具有一定電壓的太陽能電池。太陽能電池的直接輸出一般都是12 V（DC）、24 V（DC）、48V（DC）。 薄膜開關
太陽能電池是受太陽光照射而工作的光電池。在帶有受光面的半導體單晶，或非晶板的表面之下，制作pn結，其P區(qū)和n區(qū)分別與外電路相連接，在太陽光照射下。產(chǎn)生從P到n的電流。為使太陽能利用更快普及，需要進一步降低太陽能電池，特別是更具普及意義的a-Si太陽能電池的價格。為此，需要在a-Si太陽能電池制造工藝的簡化、低能耗、無公害、省工時、省原材料、輔助材料（例如基板）價格降低等方面不斷改善。與此同時，還要保證電池特性不斷提高。目前，Si系太陽能電池的效率已達12%以上，在成膜裝置方式方面，已普遍采用一室對應一個處理工序的多室連續(xù)方式，以及為提高膜層質(zhì)量的超高真空連續(xù)分離成膜裝置。薄膜開關
從材料方面講，寬能隙P型a-SiC窗口材料已獲得廣泛應用，為進一步提高太陽能電池的效率，正在開發(fā)新的P型層材料。此外，超品格材料以及微品材料也有采用。關于電池的結構，*發(fā)表的多為多層結構（多能隙結構）。而且，多品硅及CulnSe2等品體層與a-Si相組合的結構也在研究開發(fā)之中。 薄膜開關
窄能隙a-SiGe材料由于采用傳統(tǒng)的含氫系，因此特性不夠理想。隨著制膜技術的改進和發(fā)展，以及氟系a-SiGe的開發(fā)，已經(jīng)獲得光導電特性優(yōu)良的膜層。 薄膜開關
三、結論
在成膜方法方面，已普遍采用各種等離子體控制方式，以及利用光、ECR等的CVD法等?？偟恼f來，隨著工藝進展，利用高速成膜法，已能獲得高品質(zhì)膜層。以上通過對光電變換薄膜材料制備原理技術及應用進行探討，期望能夠?qū)Ξ斍肮怆娮儞Q薄膜材料的發(fā)展有所借鑒。薄膜開關
