簡介

非晶硅薄膜是太陽能電池核心原材料之一，也稱微晶矽。按照材料的不同，當(dāng)前矽太陽能電池可分為三類：單晶矽太陽能電池、多晶矽薄膜太陽能電池和非晶矽薄膜太陽能電池三種。非晶矽薄膜就是相對于單晶矽和多晶矽來說的。當(dāng)然除了使用除矽材質(zhì)以外目前國內(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、密度和硬度也明顯低于晶體矽。　　非晶矽的化學(xué)性質(zhì)比晶體矽活潑。可由活潑金屬(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程無序的α-矽。純α-矽因缺陷密度高而無法使用。采用輝光放電氣相沉積法就得含氫的非晶矽薄膜，氫在其中補償懸掛鏈，并進(jìn)行摻雜和制作pn結(jié)。非晶矽在太陽輻射峰附近的光吸收系數(shù)比晶體矽大一個數(shù)量級。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

薄膜太陽電池作為一種新型太陽能電池，由于其原材料來源廣泛、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，非晶矽薄膜太陽電池逐漸從各種類型的太陽電池中脫穎而出，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電池投入市場，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，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，整個鏈條非常清晰，每一個上游環(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?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，卻也同時具備成本低廉的優(yōu)勢。非晶矽薄膜電池中矽的用量僅為普通多晶矽用量的1/100。根據(jù)AMAT的預(yù)測，未來兩年薄膜電池的成本可以繼續(xù)下降40%。成本下降的同時，效率也在提高。我們預(yù)計到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需求的提升，市場普遍預(yù)測，2012年薄膜電池的市場占有率將達(dá)到30%。實際上，薄膜電池與晶體矽電池并不存在誰完全替代誰的問題，誰的成本降的更快，將來就有可能獲得更多的市場份額，短期內(nèi)來看，薄膜電池更有潛力。一旦薄膜電池能實現(xiàn)平價上網(wǎng)，需求將是指數(shù)級別的增長。