薄膜技术日趋成熟 非晶硅电池主导市场

    薄膜电池技术具有提供最低的每瓦组件成本的优势，将有望成为第一个达到电网等价点的太阳能技术。由于原材料短缺，在单晶硅和多晶硅太阳能电池的发展速度受到限制的情况下，新型薄膜太阳能电池发展尤为迅速。有资料显示，美国薄膜电池的产量已经超过了多晶硅和单晶硅电池的产量。薄膜技术会越来越成熟，在未来的市场份额中将大比例提升。据行业分析公司NanoMarkets预测，薄膜太阳能电池2015年的发电量将达到26GW，销售额将超过200 亿美元，太阳能电池发电量的一半以上将来自薄膜太阳能电池。预计在未来薄膜电池市场中非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)三种电池将分别占到薄膜光伏市场的60%、20%和20%。

    非晶硅/微晶硅电池是产业化方向沉积设备至关重要

    在薄膜太阳能电池中，硅基薄膜电池发展最迅速，其中已实现大规模产业化的是非晶硅电池。提高电池转换效率和降低成本是当前非晶硅电池技术升级的主要任务。

    在薄膜太阳能电池中，硅基薄膜电池由于原材料丰富，且无毒、无污染，因而研发最广泛，发展最迅速。目前，已实现大规模产业化的硅基薄膜电池是非晶硅电池。在过去的几年里，随着世界范围内太阳能电池市场蓬勃发展，许多传统的单晶硅和多晶硅太阳能电池企业开始开发硅基薄膜电池。其中有日本的夏普、三洋，德国的Q-Cells和中国的尚德等。与此同时，新兴硅基薄膜太阳能企业也迅速增多，特别是在中国和印度等发展中国家。我国非晶硅电池原只有哈尔滨克罗拉、深圳宇康1MW单结a-Si电池生产线，现增加福建钧石能源、天津津能、蚌埠普乐等已建和在建的20多家非晶硅电池生产企业，规模从几兆达到数十兆瓦。

    非晶硅/微晶硅电池是方向

    提高电池效率最有效的途径是尽量提高电池的光吸收效率。对硅基薄膜而言，采用窄带隙材料是必然途径。如Uni-Solar公司采用的窄带隙材料为a-SiGe(非晶硅锗)合金，他们的a-Si/a-SiGe/a-SiGe三结叠层电池，小面积电池(0.25cm2)效率达到 15.2%，稳定效率达13%，900cm2组件效率达11.4%，稳定效率达10.2%，产品效率达7%-8%。

    国际公认非晶硅/微晶硅叠层太阳能电池是硅基薄膜电池的下一代技术，是实现高效低成本薄膜太阳能电池的重要技术途径，是薄膜电池新的产业化方向。2005年日本三菱重工和钟渊化学公司的非晶硅/微晶硅叠层电池组件样品效率分别达到11.1%(40cm×50cm)和13.5% (91cm×45cm)。日本夏普公司2007年9月实现非晶硅/微晶硅叠层太阳能电池产业化生产(25MW，效率8%-8.5%)，欧洲 Oerlikon(欧瑞康)公司、美国AppliedMaterials(应用材料公司)，也正研发产品级非晶硅/微晶硅电池关键制造技术。

    国内，南开大学以国家“十五”、“十一五”973项目和“十一五”863项目为依托，进行微晶硅材料和非晶硅/微晶硅叠层电池研究。小面积微晶硅电池效率达9.36%，非晶硅/微晶硅叠层电池效率达11.8%，10cm×10cm组件效率达9.7%。现正与福建钧石能源公司合作，进行平方米级非晶硅/微晶硅叠层电池关键设备及电池制造技术的研发。