太阳能硅片电池制作工序

太阳能电池发电原理太阳能电池发电原理： 太阳光照在半导体 p-n 结上， 形成新的空穴 - 电子对，在 p-n 结电场的作用下， 空穴由 n 区流向 p 区， 电子由 p 区流向 n 区接通电路后就形成电流。 太阳能发电方式太阳能发电有两种方式， 一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。光 — 热 — 电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电， 一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气， 再驱动汽轮机发电。 前一个过程是光 — 热转换过程；后一个过程是热 — 电转换过程，与普通的火力发电一样 .太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵 5～ 10 倍 .一座 1000MW 的太阳能热电站需要投资 20～ 25 亿美元，平均 1kW 的投资为2000～ 2500 美元。因此，目前只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。太阳能电池 ：通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以 光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流 ， 而以 光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段 。光化学效应 ：指物质的分子吸收了外来光子的能量后激发的化学反应。普通光与生物组织作用时， 在一定条件下就可产生光化学效应。 例如， 视紫红质受光照后发生的漂白过程。人体皮肤中的麦角胆固醇在阳光作用下变成维生素 D2，以及在叶绿体存在的条件下，阳光照射可使水和二氧化碳合成碳水化合物和氧气。 激光作为一种能量高度集中、 单色性极好的光源， 它还可以引起一些普通光不起引起的光化学效应。光电效应： 物质在光的作用下发射电子或电导率改变，或者两种材料的界面上产生电势的现象。 光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面， 又称外光电效应。 后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。光电导效应： 又称为光电效应、光敏效应，是光照变化引起半导体材料电导变化的现象。 即光电导效应是光照射到某些物体上后， 引起其电性能变化的一类光致电改变现象的总称。 当光照射到半导体材料时， 材料吸收光子的能量， 使非传导态电子变为传导态电子，引起载流子浓度增大，因而导致材料电导率增大。在光线作用下，对于半导体材料吸收了入射光子能量， 若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度， 就激发出电子 -空穴对，使载流子浓度增加，半导体的导电性增加， 阻值减低， 这种现象称为光电导效应。 光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。光生伏特效应： （英文名称： Photovoltaic effect）指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。 太阳能电池发电的原理是基于半导体的光生伏特效应将太阳辐射直接转换为电能。 在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致， 所以 P 型硅和 N 型硅对外部来说是电中性的。如将 P 型硅或 N 型硅放在阳光下照射，仅是被加热， 外部看不出变化。 尽管通过光的能量电子从化学键中被释放， 由此产生电子－空穴对，但在很短的时间内（在 μS 范围内）电子又被捕获，即电子和空穴 “ 复合 ” 。当 P 型和 N 型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的 薄层 ， 界面的 P 型一侧带负电， N 型一侧带正电。 这是由于 P 型半导体多空穴， N 型半导体多自由电子，出现了浓度差。 N 区的电子会扩散到 P 区，P 区的空穴会扩散到 N 区，一旦扩散就形成了一个由 N 指向 P 的 “ 内电场 ” ，从而阻止扩散进行。 达到平衡后， 就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差， 这就是 P－ N 结。至今为止，大多数太阳能电池太阳能电池厂家都是通过扩散工艺，在 P 型硅片上形成 N 型区，在两个区交界就形成了一个 P－ N结（即 N+／ P）。太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面 P－ N结如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收， 具有足够能量的光子能够在 P 型硅和 N 型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前， 将通过空间电荷的电场作用被相互分离。 电子向带正电的 N 区和空穴向带负电的 P 区运动。 通过界面层的电荷分离， 将在 P区和 N 区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对 晶体硅太阳能电池 来说，开路电压的典型数值为 0.5～ 0.6V。通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。光电池基本特性有以下几种：(1)光谱特性光电池对不同 波长 的光的灵敏度是不同的。光谱响应峰值所对应的入射光波长是不同的， 硅光电池 波长在 0.8 μm 附近，硒光电池在 0.5 μm 附近。 硅光电池的光谱响应 波长范围 为 0.4~1.2 μm ， 而硒光电池只能为 0.38~0.75 μm 。可见，硅光电池可以在很宽的波长范围内得到应用。(2)光照特性：光电池在不同光照度下，其 光电流 和光生电动势是不同的，它们之间的关系就是光照特性。短路电流在很大范围内与光照强度呈线性关系，开路电压（即负载电阻 RL 无限大时）与光照度的关系是非线性的，并且当照度在 2000lx 时就趋于饱和了。因此用光电池作为测量元件时，应把它当作 电流源的形式来使用，不宜用作 电压源 。(3)温度特性光电池的温度特性是描述光电池的开路电压和短路电流随温度变化的情况。 由于它关系到应用光电池的仪器或设备的温度漂移， 影响到测量精度或控制精度等重要指标， 因此温度特性是光电池的重要特性之一。 开路电压随温度升高而下降的速度较快， 而短路电流随温度升高而缓慢增加。 由于温度对光电池的工作有很大影响， 因此把它作为测量元件使用时， 最好能保证温度恒定或采取温度补偿措施。晶体硅材料 （包括多晶硅和单晶硅） 是最主要的光伏材料， 其市场占有率在90％以上 ,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等 3 个国家 7 个公司的 10 家工厂手中，形成技术封锁、市场垄断的状况。光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统 5 个环节。上游为硅料、硅片环节；中游为电池片、电池组件环节；下游为应用系统环节。从全球范围来看，产业链 5 个环节所涉及企业数量依次大幅增加，光伏市场产业链呈金字塔形结构。P-N 结在一块 半导体 中，掺入施主杂质 ( 以 硅 为例，在高纯硅的一端掺入一点点硼、铝、镓等杂质就是 p 型半导体。在另一端掺入一点点磷、砷、锑等杂质就是n 型半导体），使其中一部分成为 n 型半导体。其余部分掺入受主杂质而成为 p 型半导体， 单纯的片 p 型或 n 型半导体，仅仅是导电能力增强了，但还不具备半导体器件所要求的各种特性。如果在一块 n 型（或 p 型）半导体上在制成一层 p 型 ( 或 n 型 ) 半导体，于是在 p 型半导体和 n 型半导体的交界处就会形成一个 pn 结。 当 p 型半导体和 n 型半导体“结合”在一起时，由于p 型半导体 的空穴浓的高，自由电子的浓度低；而 n 型半导体 的自由电子浓度高，空穴浓度低，所以交界面两侧的载流子在浓度上形成了很大的差别。这是就在交界面附近产生了多数载流子的扩散运动。所谓扩散运动，就是载流子由浓度高的地方向浓度低的地方运动，即 p 区的多数载流子（空穴）向n 区扩散，同时 n 区的多数载流子（电子）向 p 区扩散。随着扩散运动的进行，在 p 区和 n 区的交界面 p 区一侧出现一层带负电的粒子区（这是不能移动的电荷） ； 而在叫界面 n 区一侧出现一层带正电的粒子区。 这样， 在交界·面的两侧就形成了一个空间电荷区。p 型区一边带负电荷的离子， n 型区一边带正电荷的离子，因而在结中形成了很强的局部电场，方向由 n 区指向 p 区。当结上加正向电压（即 p 区加电源正极， n 区加电源负极）时，这电场减弱， n 区中的电子和 p 区中的空穴都容易通过，因而电流较大；当外加电压相反时，则这电场增强，只有原 n区中的少数空穴和 p 区中的少数电子能够通过，因而电流很小。因此 p－ n 结具有整流作用。当具有 p－ n 结的半导体受到光照时，其中电子和空穴的数目增多，在结的局部电场作用下， p 区的电子移到 n 区， n 区的空穴移到 p 区，这样在结的两端就有电荷积累，形成电势差。这现象称为 p－ n 结的 光生伏特效应 。由于这些特性，用 p－ n 结可制成半导体二极管和光电池等器件。如果在 p－ n 结上加以反向电压（ n 区加在电源正极， p 区加在电源负极），电压在一定范围内， p－ n 结几乎不通过电流，但当加在 p－ n 结上的反向电压越过某一数值时，发生电流突然增大的现象。这时 p-n 结被击穿。 p－ n 结被击穿后便失去其单向导电的性能，但结并不一定损坏，此时将反向电压降低，它的性能还可以恢复。根据其内在的物理过程， p－ n 结击穿可分为雪崩击穿和隧道击穿两种。由于 p－ n 结具有这种特性，一方面可以用它制造半导体二极管，使之工作在一定电压范围之内作整流器等；另方面因击穿后并不损坏而可用来制造稳压管或开关管等器件。太阳能电池及材料研究引言太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源． 也是清洁能源， 不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中；大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域， 是其中最受瞩目的项目之一。为此，人们研制和开发了太阳能电池。 制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础， 其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应， 根据所用材料的不同， 太阳能电池可分为： 1、硅太阳能电池； 2、以无机盐如砷化镓 III-V 化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池； 3、功能高分子材料制备的大阳能电池； 4、纳米晶太阳能电池等。 不论以何种材料来制作电池， 对太阳能电池材料一般的要求有： 1、半导体材料的禁带不能太宽；②要有较高的光电转换效率： 3、材料本身对环境不造成污染； 4、 材料便于工业化生产且材料性能稳定。 基于以上几个方面考虑，硅是最理想的太阳能电池材料， 这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。 但随着新材料的不断开发和相关技术的发展， 以其它村料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。 本文简要地综述了太阳能电池的种类及其研究现状， 并讨论了太阳能电池的发展及趋势。1 硅系太阳能电池1.1 单晶硅太阳能电池硅系列太阳能电池中， 单晶硅大阳能电池转换效率最高， 技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。 现在单晶硅的电地工艺己近成熟， 在电池制作中， 一般都采用表面织构化、 发射区钝化、 分区掺杂等技术， 开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。 提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。 在此方面， 德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。 该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化， 制成倒金字塔结构。 并在表面把一13nm。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合．通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率： 通过以上制得的电池转化效率超过 23%， 是大值可达 23． 3％。 Kyocera 公司制备的大面积（ 225cm2）单电晶太阳能电池转换效率为 19． 44%， 国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发，研制的平面高效单晶硅电池（ 2cm X 2cm）转换效率达到 19.79%，刻槽埋栅电极晶体硅电池（ 5cm X 5cm）转换效率达 8.6%。单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的， 在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位， 但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响， 致使单晶硅成本价格居高不下， 要想大幅度降低其成本是非常困难的。 为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳能电池，其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。1． 2 多晶硅薄膜太阳能电池通常的晶体硅太阳能电池是在厚度 350～ 450μm 的高质量硅片上制成的， 这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。 因此实际消耗的硅材料更多。 为了节省材料，人们从 70 年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜，但由于生长的硅膜晶粒大小， 未能制成有价值的太阳能电池。 为了获得大尺寸晶粒的薄膜， 人们一直没有停止过研究， 并提出了很多方法。 目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积（ LPCVD ）和等离子增强化学气相沉积（ PECVD）工艺。此外，液相外延法（ LPPE）和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。化学气相沉积主要是以 SiH2Cl2、 SiHCl3、 Sicl4 或 SiH4,为反应气体 ,在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上，衬底材料一般选用 Si、SiO2、 Si3N4 等。但研究发现，在非硅衬底上很难形成较大的晶粒 ,并且容易在晶粒间形成空隙。 解决这一问题办法是先用 LPCVD 在衬底上沉炽一层较薄的非晶硅层， 再将这层非晶硅层退火， 得到较大的晶粒， 然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜， 因此， 再结晶技术无疑是很重要的一个环节， 目前采用的技术主要有固相结晶法和中区熔再结晶法。 多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外， 另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术， 这样制得的太阳能电池转换效率明显提高。 德国费莱堡太阳能研究所采用区馆再结晶技术在 FZ Si 衬底上制得的多晶硅电池转换效率为 19％， 日本三菱公司用该法制备电池，效率达 16.42%。液相外延（ LPE）法的原理是通过将硅熔融在母体里，降低温度析出硅膜。美国 Astropower 公司采用 LPE 制备的电池效率达 12． 2％。中国光电发展技术中心的陈哲良采用液相外延法在冶金级硅片上生长出硅晶粒， 并设计了一种类似于晶体硅薄膜太阳能电池的新型太阳能电池， 称之为 “ 硅粒 ” 太阳能电池， 但有关性能方面的报道还未见到。多晶硅薄膜电池由于所使用的硅远较单晶硅少， 又无效率衰退问题， 并且有可能在廉价衬底材料上制备， 其成本远低于单晶硅电池， 而效率高于非晶硅薄膜电池，因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。1.3 非晶硅薄膜太阳能电池开发太阳能电池的两个关键问题就是： 提高转换效率和 降低成本。 由于非晶硅薄膜太阳能电池的成本低， 便于大规模生产， 普遍受到人们的重视并得到迅速发展， 其实早在 70 年代初， Carlson 等就已经开始了对非晶硅电池的研制工作 ,近几年它的研制工作得到了迅速发展 ,目前世界上己有许多家公司在生产该种电池产品。非晶硅作为太阳能材料尽管是一种很好的电池材料，但由于其光学带隙为1.7eV, 使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感， 这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率。 此外， 其光电效率会随着光照时间的延续而衰减， 即所谓的光致衰退 S 一 W 效应，使得电池性能不稳定。解决这些问题的这径就是制备叠层太阳能电池，叠层太阳能电池是由在制备的 p、 i、 n 层单结太阳能电池上再沉积一个或多个 P-i-n 子电池制得的。叠层太阳能电池提高转换效率、解决单结电池不稳定性的关键问题在于： ①它把不同禁带宽度的材科组台在一起， 提高了光谱的响应范围；②顶电池的 i 层较薄，光照产生的电场强度变化不大，保证 i 层中的光生载流子抽出；③底电池产生的载流子约为单电池的一半，光致衰退效应减小；④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法有很多，其中包括反应溅射法、 PECVD法、 LPCVD 法等，反应原料气体为 H2 稀释的 SiH4，衬底主要为玻璃及不锈钢片， 制成的非晶硅薄膜经过不同的电池工艺过程可分别制得单结电池和叠层太阳能电池。 目前非晶硅太阳能电池的研究取得两大进展： 第一、 三叠层结构非晶硅太阳能电池转换效率达到 13％，创下新的记录；第二 .三叠层太阳能电池年生产能力达 5MW 。 美国联合太阳能公司 （ VSSC） 制得的单结太阳能电池最高转换效率为 9． 3%，三带隙三叠层电池最高转换效率为 13％ . 上述最高转换效率是在小面积（ 0． 25cm2）电池上取得的。曾有文献报道单结非晶硅太阳能电池转换效率超过 12． 5％，日本中央研究院采用一系列新措施，制得的非晶硅电池的转换效率为 13． 2％。国内关于非晶硅薄膜电池特别是叠层太阳能电池的研究并不多， 南开大学的耿新华等采用工业用材料， 以铝背电极制备出面积为 20X20cm2、转换效率为 8． 28％的 a－ Si/a－ Si 叠层太阳能电池。非晶硅太阳能电池由于具有较高的转换效率和较低的成本及重量轻等特点，有着极大的潜力。 但同时由于它的稳定性不高， 直接影响了它的实际应用。 如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题， 那么， 非晶硅大阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。 2 多元化合物薄膜太阳能电池为了寻找单晶硅电池的替代品 ,人们除开发了多晶硅、非晶硅薄膜太阳能电池外， 又不断研制其它材料的太阳能电池。 其中主要包括砷化镓 III-V 族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。上述电池中，尽管硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高， 成本较单晶硅电池低， 并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代砷化镓 III-V 化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高的转换效率受到人们的普遍重视。 GaAs 属于 III-V 族化合物半导体材料，其能隙为 1． 4eV，正好为高吸收率太阳光的值， 因此， 是很理想的电池材料。 GaAs 等 III-V 化合物薄膜电池的制备主要采用 MOVPE 和 LPE 技术，其中 MOVPE 方法制备 GaAs 薄膜电池受衬底位错、反应压力、 III-V 比率、总流量等诸多参数的影响。除 GaAs 外，其它 III-V 化合物如 Gasb、 GaInP 等电池材料也得到了开发。1998 年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的 GaAs 太阳能电池转换效率为24． 2％，为欧洲记录。首次制备的 GaInP 电池转换效率为 14． 7％．见表 2。另外，该研究所还采用堆叠结构制备 GaAs， Gasb电池，该电池是将两个独立的电池堆叠在一起， GaAs 作为上电池，下电池用的是 Gasb,所得到的电池效率达到31． 1％。铜铟硒 CuInSe2简称 CIC。 CIS 材料的能降为 1． leV，适于太阳光的光电转换 ,另外， CIS 薄膜太阳电池不存在光致衰退问题。因此， CIS 用作高转换效率薄膜太阳能电池材料也引起了人们的注目。CIS 电池薄膜的制备主要有真空蒸镀法和硒化法。 真空蒸镀法是采用各自的蒸发源蒸镀铜、铟和硒，硒化法是使用 H2Se叠层膜硒化，但该法难以得到组成均匀的 CIS。 CIS 薄膜电池从 80 年代最初 8％的转换效率发展到目前的 15％左右。日本松下电气工业公司开发的掺镓的 CIS 电池，其光电转换效率为 15． 3％（面积 1cm2） 。 1995 年美国可再生能源研究室研制出转换效率为 17． l％的 CIS太阳能电池，这是迄今为止世界上该电池的最高转换效率。预计到 2000 年 CIS电池的转换效率将达到 20％，相当于多晶硅太阳能电池。CIS 作为太阳能电池的半导体材料，具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。唯一的问题是材料的来源，由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展又必然受到限制。3 聚合物多层修饰电极型太阳能电池在太阳能电池中以聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制爸的研究方向。 其原理是利用不同氧化还原型聚合物的不同氧化还原电势， 在导电材料（电极）表面进行多层复合，制成类似无机 P－ N 结的单向导电装置。其中一个电极的内层由还原电位较低的聚合物修饰， 外层聚合物的还原电位较高， 电子转移方向只能由内层向外层转移； 另一个电极的修饰正好相反， 并且第一个电极上两种聚合物的还原电位均高于后者的两种聚合物的还原电位。 当两个修饰电极放入含有光敏化剂的电解波中时． 光敏化剂吸光后产生的电子转移到还原电位较低的电极上， 还原电位较低电极上积累的电子不能向外层聚合物转移， 只能通过外电路通过还原电位较高的电极回到电解液，因此外电路中有光电流产生。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本底等优势，从而对大规模利用太阳能， 提供廉价电能具有重要意义。 但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始， 不论是使用寿命， 还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品，还有待于进一步研究探索。4 纳米晶化学太阳能电池在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的，但由于成本居高不下，远不能满足大规模推广应用的要求。为此，人们一直不断在工艺、新材料、电池薄膜化等方面进行探索，而这当中新近发展的纳米 TiO2 晶体化学能太阳能电池受到国内外科学家的重视。自瑞士 Gratzel 教授研制成功纳米 TiO2 化学大阳能电池以来，国内一些单位也正在进行这方面的研究。纳米晶化学太阳能电池（简称 NPC 电池）是由一种在禁带半导体材料修饰、 组装到另一种大能隙半导体材料上形成的， 窄禁带半导体材料采用过渡金属 Ru 以及 Os 等的有机化合物敏化染料，大能隙半导体材料为纳米多晶 TiO2 并制成电极，此外 NPC 电池还选用适当的氧化一还原电解质。纳米晶 TiO2 工作原理：染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态，激发态不稳定，电子快速注入到紧邻的 TiO2 导带，染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿，进入 TiO2 导带中的电于最终进入导电膜 ,然后通过外回路产生光电流。纳米晶 TiO2 太阳能电池的优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在 10％以上，制作成本仅为硅太阳电池的 1/5～ 1/10．寿命能达到 2O 年以上。但由于此类电池的研究和开发刚刚起步，估计不久的将来会逐步走上市场。5 太阳能电池的发展趋势从以上几个方面的讨论可知， 作为太阳能电池的材料， III-V 族化合物及 CIS等系由稀有元素所制备， 尽管以它们制成的太阳能电池转换效率很高， 但从材料来源看， 这类太阳能电池将来不可能占据主导地位。 而另两类电池纳米晶太阳能电池和聚合物修饰电极太阳能电地存在的问题， 它们的研究刚刚起步， 技术不是很成熟， 转换效率还比较低， 这两类电池还处于探索阶段， 短时间内不可能替代应系太阳能电池。 因此， 从转换效率和材料的来源角度讲， 今后发展的重点仍是硅太阳能电池特别是多晶硅和非晶硅薄膜电池。 由于多晶硅和非晶硅薄膜电池具有较高的转换效率和相对较低的成本，将最终取代单晶硅电池，成为市场的主导产品。提高转换效率和降低成本是太阳能电池制备中考虑的两个主要因素， 对于目前的硅系太阳能电池， 要想再进一步提高转换效率是比较困难的。 因此， 今后研究的重点除继续开发新的电池材料外应集中在如何降低成本上来， 现有的高转换效率的太阳能电池是在高质量的硅片上制成的， 这是制造硅太阳能电池最费钱的部分。 因此， 在如何保证转换效率仍较高的情况下来降低衬底的成本就显得尤为重要。 也是今后太阳能电池发展急需解决的问题。 近来国外曾采用某些技术制得硅条带作为多晶硅薄膜太阳能电池的基片， 以达到降低成本的目的， 效果还是比较现想的。