高效弱光型非晶硅太阳能电池研发
无
-/新能源与节能
随着科学技术日新月异的发展，人类社会物质文明也获得了巨大的进步，然而同时也面临着能源和环境两大压力
。首先能源方面，传统能源如石油、天然气、煤炭等资源有限，据估测，在未来300年内即可消耗殆尽。环境方
面，由于传统能源的利用会产生硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物等气体，会造成温室效应、酸雨等危害人类生存
的现象。为解决人类社会可持续发展，同时不产生环境污染问题，人类急需寻找一种可再生的清洁能源。太阳能
以其储量无穷，安全、清洁等优势受到人们的青睐。
太阳能电池是利用太阳能的一种形式，通过光伏效应，可以把光转换成电。由于其独特的优势，世界各国政府都
通过各种形式的政策来鼓励发展这种新能源。太阳能电池种类繁多，主要有晶体硅太阳能电池，非晶硅太阳能电
池，染料敏化太阳能电池，砷化镓、铜铟镓硒、碲化镉等化合物电池。其中晶体硅电池以效率高、技术成熟等优
势占据着80％以上的光伏市场。然而晶体硅太阳能电池仍然受限于成本和效率问题，还未能普及推广，如何进一
步提高其光电转换效率、降低生产成本显得意义重大。
严峻的晶体硅材料短缺使越来越多的太阳能电池生产设备处于停产状态，而不断上涨的晶硅价格也在一步步吞噬
太阳能电池生产商的利润。因此，寻找晶硅或减少对晶硅的依赖成为太阳能电池企业不得不面临的选择。从长远
看，摆脱对晶硅的依赖是安全之策。在这种形势下，非晶硅薄膜太阳能电池与化合物薄膜太阳能电池获得了难得
的发展机遇，预计在未来几年里，其市场占有率将有一定幅度的增加。薄膜太阳能电池质量轻、材料省，适用于
多种衬底，具有广阔的应用前景。非晶硅薄膜太阳能电池的原材料丰富，弱光响应好，寿命长，工艺路线相对简
单，适合低成本规模化生产。但是硅基薄膜电池存在S．W效应，电池性能会随光照时间的增加而下降，稳定后的
电池效率较低。减少硅薄膜吸收层的厚度可以增强电池内建电场，提高载流子的收集效率，有效减少S．W效应的
影响，同时减少了制作电池的时间和材料成本。但是，吸收层的厚度的减少会使得对太阳光的吸收不完全，降低
短路电流，同样会引起电池效率降低。因此，研究人员一直不断追求在较薄的吸收层厚度情况下，尽可能地增加
太阳光被电池吸收的几率。与成本高、体积大、工艺技术复杂的晶硅太阳能电池相比较，一却非晶硅薄膜太阳能
电池的成本低、工艺技术简单，还可以沉积在重量轻、可以卷曲的塑料、不锈钢和铝箔片等柔性衬底上，制备出
柔性薄膜太阳能电池。因此它被研究者公认为太阳能电池未来主要的发展方向之一，具有广阔的应用前景。虽然
非晶硅薄膜电池由于超薄而具有低成本的优势，但是同时超薄的非晶硅层也导致了较弱的光吸收和较低的能量转
换效率，这严重地制约了其未来的发展。
湖南旭昱新能源科技有限公司按照现代企业规范化的要求，建立健全了一套高效灵活的发展运营机制，由新能源
电池领域的杰出人才组成的研发团队成为公司可持续发展的强有力保障，一大批勤奋上进，善于钻研的高素质技
术人才是公司运作的坚强支柱，敬业，有闯劲，勇于开拓的市场营销队伍是公司业务拓展的主力军。本项目组由
10人组成，具有丰富的行业经验，博士及以上学历2名，来自中南大学冶金与环境学院的博士、专家及“长江学
者”组成，占项目团队总人数20%；其中本科3名，占项目团队总人数的30%。团队主要成员如下：
1、赖延清：现任中南大学冶金与环境学院教授、博士生导师，轻金属及工业电化学研究所副所长，“长江学者
”；
2、刘芳洋：博士，中南大学，获“有色金属冶金” 博士学位，师从刘业翔院士；主持和参与国家自然科学基金
、“863”计划课题等国家级科研项目9项；
3、刘亮：技术副总，一直专注新型高效弱光型非晶硅太阳能电池的研发，先后获得国家实用新型专利21项，发
明三项（已进入实质性审查阶段）十五项进入公示阶段。
