薄膜電池的優勢和風險分析

當前太陽能電池產業的主流技術為晶體硅太陽能電池，包括單晶硅太陽能電池和多晶硅太陽能電池。經過近幾年太陽能電池產業的發展，其效率已經有了很大提高，成本也大幅度下降。目前大規模生產的單晶硅太陽能電池的平均光電轉化效率可以達到16.5%至17%之間，而多晶硅太陽能電池的平均光電轉化效率達到15.5%。晶體硅太陽能電池的主要問題是產業鏈的工藝復雜，因此，將晶體硅太陽能電池的成本大幅度降低會遇到較大困難。在降低成本方面，薄膜太陽能電池漸漸顯示出了它的競爭力。

硅基薄膜太陽能電池技術相對成熟

目前，從技術上講，最為成熟的薄膜太陽能電池當屬硅基薄膜太陽能電池，包括非晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅/微晶硅雙疊層薄膜太陽能電池，其中非晶硅薄膜太陽能電池在上世紀80年代就已經開始較大規模的批量化生產，但是后來發現該種電池存在光致衰退現象，而且其效率提高得很緩慢，因此在上世紀90年代晶體硅太陽能電池產量擴大的情況下，非晶硅薄膜太陽能電池的生產所占的比例越來越低了。直至最近，太陽能發電市場的不斷擴大，以及由此造成的硅材料短缺日益嚴重，使得人們加緊了硅基薄膜太陽能電池的研發。人們的主要目標是提高效率，提高穩定性，降低制造成本，其基本技術是使用pECVD（等離子增強化學氣相淀積）技術沉積非晶硅或微晶硅薄膜，襯底是低廉的玻璃或不銹鋼材料。

目前非晶硅單層薄膜的光電轉化效率為6%，光致衰退率可以控制在初始效率值的15%左右。也就是說，在剛制備的電池組件的效率為8%，經過幾個月的日照之后，其效率達到6%左右，并最終穩定在這個值。這種特性可以為當前的消費者所接受。目前新近開發出的非晶硅/微晶硅雙疊層太陽能電池可以達到8.5%的穩定效率，而其光致衰退更小，但是由于其工藝較復雜，產業規模不大，致使其成本仍較高。實際上，目前研究機構和產業界都在加緊研究硅基薄膜太陽能電池的大規模產業化技術，各方都投入了巨資進行新產品的研發，其中包括世界頂級半導體設備制造商美國的應用材料公司、歐洲的Oerlikon公司、日本的日本真空公司、德國的萊寶真空公司、美國的EpV公司等。這些公司可以提供成套的非晶硅或者非晶硅/微晶硅雙疊層太陽能電池制造設備以及相匹配的生產制造工藝。

硅基薄膜電池出現投資熱潮

在世界范圍內出現了硅基薄膜電池的投資熱潮。研究機構目前已經描繪了五代硅基薄膜太陽能電池工藝技術：第一代非晶硅單結薄膜太陽能電池、第二代非晶硅/非晶硅雙結薄膜太陽能電池、第三代非晶硅/微晶硅雙結薄膜太陽能電池、第四代非晶硅/非晶硅鍺雙結或三結薄膜太陽能電池、第五代非晶硅/非晶硅鍺/微晶硅三結薄膜太陽能電池。目前在產業化領域中的主要技術仍舊是前兩者，但是第三代硅基薄膜太陽能電池將在2009年或2010年投入大規模生產，屆時第一代和第二代技術將退出產業界。

在生產線技術方面依關鍵的pECVD沉積系統分類，可以劃分出以下5種設備模式：單室多片pECVD沉積系統(EpV、BudaSolar)、串聯線列式多室單片pECVD沉積系統(日本真空)、并聯線列式多室單片pECVD沉積系統(萊寶真空)、團簇式多室單片pECVD沉積系統(應用材料公司)、單多片混合型pECVD沉積系統(Oerlikon公司)。