非硅材料光伏电池技术

1.砷化镓和Ⅲ-Ⅴ族化合物光伏电池

砷化镓（GaAs）由于具有1.43eV的带隙和相对较高的吸收常数而成为一种很有吸引力的光伏材料。这种电池的制作一般采用薄膜生长工艺，其过程为：先在锗基板上生成一层n型砷化镓薄膜，再在其上生成一层p型薄膜，从而形成pn结和收集区，然后再生成一层带隙为1.8eV的p型砷化铝镓（GaAlAs），这种结构减少了少数载流子的表面复合，将带隙低于1.8eV的光子输送到pn结以提高吸收率。

以砷化镓为代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物电池性能优异但也价格昂贵，因此一般应用于外层空间和高聚光电池等特殊应用，同时这也意味着这种电池具有很好的抗强辐射和大温差能力。

砷化镓电池的转换效率一般超过20%，而采用叠层技术的砷化镓电池的转换效率已超过40%。同为Ⅲ-Ⅴ族化合物的磷化铟（InP）电池的转换效率为16.7%。一种机械叠层的砷化镓/锑化镓（GaAs/GaSb）电池在100倍太阳光照的聚光条件下的转换效率达到35.6%。

2.碲化镉和Ⅲ-Ⅵ族化合物光伏电池

碲化镉（CdTe）具有直接带隙和高的吸收常数，其最大转换效率接近25%，可制作出厚度只有数微米的电池。其基本结构有两种：①玻璃-SnO₂-CdS-CdTe-背电极；②玻璃-SnO₂-CdS-CdTe-ZnTe-背电极。(www.xing528.com)

碲化镉电池还有一些提高性能的方法在进行研究，因此这种电池的商品化生产尚未形成。另外，人们对镉这种有毒材料在应用和回收中的泄漏还持有疑虑。但是，这种电池生产过程的耗能和成本均较低，有人预测碲化镉光伏电池的制造成本今后有可能比非晶硅电池还要低。

3.硒铟铜（CuInSe₂）电池

硒铟铜是一种引起人们广泛注意的新型光伏材料，已被简称为CIS。这种材料具有1.0eV的直接带隙和很高的吸收常数，适合于制作薄膜光伏电池。其理论最大转换效率为24%，其小面积样品的效率已超过15%，预计将来产品的转换效率可达20%。

这种电池更吸引人的特点是较低的制作成本，估计为单晶硅电池的1/2～1/3。由于使用的原料无毒，其制造、应用和回收均不涉及环保问题。此外，这种电池性能还具有良好的户外长期稳定性。