非晶硅薄膜

　　簡介
　　非晶硅薄膜是太陽能電池核心原材料之一，也稱微晶硅。按照材料的不同，當前硅太陽能電池可分為三類：單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。非晶硅薄膜就是相對于單晶硅和多晶硅來說的。當然除了使用除硅材質(zhì)以外目前國內(nèi)外還研制出了非硅系的薄膜技術，如采用CIGS、CdTe等作基質(zhì)。
　　性質(zhì)
　　非晶硅（amorphous silicon α-Si ）又稱無定形硅。單質(zhì)硅的一種形態(tài)。棕黑色或灰黑色的微晶體。硅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硅。非晶硅的化學性質(zhì)比晶體硅活潑。可由活潑金屬(如鈉、鉀等) 在加熱下還原四鹵化硅，或用碳等還原劑還原二氧化硅制得。結構特征為短程有序而長程無序的α-硅。純α-硅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硅薄膜，氫在其中補償懸掛鏈，并進行摻雜和制作pn結。非晶硅在太陽輻射峰附近的光吸收系數(shù)比晶體硅大一個數(shù)量級。禁帶寬度1.7～1.8eV，而遷移率和少子壽命遠比晶體硅低。現(xiàn)已工業(yè)應用，主要用于提煉純硅，制造太陽電池、薄膜晶體管、復印鼓、光電傳感器等。
　　應用前景
　　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/微晶硅薄膜電池、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硅烷，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，非晶硅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，非晶硅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)建設電站。 　　
　　此外，不難看出，晶體硅電池產(chǎn)業(yè)鏈從上游多晶硅到硅棒、硅片、電池、組件，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)鏈并不像晶體硅電池那樣縱深，設備以及原材料采購完成后將在薄膜電池廠統(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。非晶硅薄膜電池中硅的用量僅為普通多晶硅用量的1/100。根據(jù)AMAT的預測，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。我們預計到2015年左右，非/微晶電池的轉(zhuǎn)換效率將達到15%，成本將達到1.28美元/W，CIGS電池的轉(zhuǎn)換效率將達到15%，成本將達到1美元/W，CdTe電池的轉(zhuǎn)換效率將達到13%，而成本將達到0.7美元/W。 　　
　　成本的降低必然帶來需求的提升，市場普遍預測，2012年薄膜電池的市場占有率將達到30%。實際上，薄膜電池與晶體硅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。