太陽(yáng)電池的進(jìn)展情況可以從其性能指標(biāo)、產(chǎn)量、價(jià)格等方面來(lái)評(píng)價(jià)。太陽(yáng)電池的性能指標(biāo)有開(kāi)路電壓、短路電流、填充因子、光電轉(zhuǎn)換效率等多頂，其中最主要的指標(biāo)是光電轉(zhuǎn)換效率，即將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿男省?/p>

太陽(yáng)電池主要可以分為硅太陽(yáng)電池和化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)電池兩大類。下面分別加以敘述。

一、硅太陽(yáng)電池

硅是地球上第二位最豐富的元素，而且無(wú)毒性，用它制作的太陽(yáng)電池效率也很高，因此它是最適于制作太陽(yáng)電池的半導(dǎo)體材料。1997年，世界上太陽(yáng)電池年產(chǎn)量約為120MW，其中99%以上為硅太陽(yáng)電池。在硅太陽(yáng)電池中又可分為單晶硅、多晶硅和非晶硅太陽(yáng)電池三類。

1.單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池

單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池是對(duì)P型（或n型）硅基片經(jīng)過(guò)磷（或硼）擴(kuò)散做成P/N結(jié)而制得的。單晶硅太陽(yáng)電池效率高、壽命長(zhǎng)、性能優(yōu)良，但成本高，而且限于單晶的尺寸，單片電池面積難以做得很大，目前比較大的為直徑為10～20cm的圓片．多晶硅電池是用澆鑄的多晶硅錠切片制作而成，成本比單晶硅電池低，單片電池也可以做得比較大（例如30cm×30cm的方片），但由于晶界復(fù)合等因素的存在，效率比單晶硅電池低。

現(xiàn)在，單晶硅和多晶硅電池的研究工作主要集中在以下幾個(gè)方面：

(1)用埋層電極、表面鈍化、密柵工藝優(yōu)化背電場(chǎng)及接觸電極等來(lái)減少光生載流子的復(fù)合損失，提高載流子的收集效率，從而提高太陽(yáng)電池的效率。澳大利亞親南威爾士大學(xué)格林實(shí)驗(yàn)室采用了這些方法，已經(jīng)創(chuàng)造了目前硅太陽(yáng)電池世界公認(rèn)的AM1.5條件下24%的最高效率。

(2)用優(yōu)華抗射膜、凹凸表面、高反向背電極等方式減少光的反射及透射損失，以提高太陽(yáng)電池效率。

(3)以定向凝固法生長(zhǎng)的鑄造多晶硅錠代替單晶硅，估化正背電極的銀漿、鋁漿的絲網(wǎng)印制工藝，改進(jìn)硅片的切、磨、拋光等工藝，千方百計(jì)降低成本，提高太陽(yáng)電池效率。目前最大硅錠重量已達(dá)270余公斤。

(4)薄膜多晶硅電池還在大力研究和開(kāi)發(fā)。計(jì)算表明，若能在金屬、陶瓷、玻璃等基板上低成本地制備厚度為30～50μm的大面積的優(yōu)質(zhì)多晶硅薄膜，則太陽(yáng)電池制作工藝可進(jìn)一步簡(jiǎn)化，成本可大幅度降低。因此多晶硅薄膜太陽(yáng)電池正成為研究熱點(diǎn)。

現(xiàn)在單晶及多晶硅太陽(yáng)電池的世界年產(chǎn)量已達(dá)到120MW左右。硅太陽(yáng)電池的最高效率可達(dá)18%～24%。特種航天用的高質(zhì)量太陽(yáng)電池在AMO條件下的效率約為13.5%～18%,而地面用的大量生產(chǎn)的太陽(yáng)電池效率在AM1條件下大多在11%～18%左右。

2.非晶硅太陽(yáng)電池

由于非晶硅對(duì)太陽(yáng)光的吸收系數(shù)大，因而非昌硅太陽(yáng)電池可以做得很薄，通常硅膜厚度僅為1-2μm，是單晶硅或多晶硅電池厚度（0.5mm左右）的1/500，所以制作非晶硅電池資源消耗少。

非晶硅太陽(yáng)電池一般是用高頻輝光放電等方法使硅烷（SiH4）氣體分解沉積而成的。由于分解沉積溫度低（200℃左右），因此制作時(shí)能量消耗少，成本比較低，且這種方法適于大規(guī)模生產(chǎn)，單片電池面積可以做得很大（例如0.5mX1.0m），整齊美觀。非晶硅電池的另一特點(diǎn)是對(duì)藍(lán)光響應(yīng)好，在一般地?zé)晒鉄粝乱材芄ぷ鳎虼吮粡V泛用作電子計(jì)算器和手掌電腦的電源，估計(jì)全世界使用量達(dá)到每月1千萬(wàn)片左右。以上這些優(yōu)點(diǎn)，使非晶硅太陽(yáng)電池在近10余年來(lái)得到大踏步的發(fā)展，1997年全世界的產(chǎn)量估計(jì)已達(dá)到30MW以上。

非晶硅由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性和大量氫原子的存，具有光疲勞效應(yīng)（StaeblerWronski效應(yīng)），故非晶硅太陽(yáng)電池經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期穩(wěn)定性存在問(wèn)題。近10年來(lái)經(jīng)努力研究，雖有所改善，但尚未徹底解決問(wèn)題，故作為電力電源，尚未大量推廣。

非晶硅中由于原子排列缺少結(jié)晶硅中的規(guī)則性，缺陷多。因此單純的非晶硅p/n結(jié)中，隧道電流往往占主導(dǎo)地位，使其呈現(xiàn)電陰特性，而無(wú)整流特性，也就不能制作太陽(yáng)電池。為得到好的二極管整流特性，一定要在p層與n層之間加入較厚的本征層i，以扼制其隧道電流，所以非晶硅太陽(yáng)電池一般具有pin結(jié)構(gòu)。為了提高

效率和改善穩(wěn)定性，有時(shí)還制作成pin/pin/pin等多層結(jié)構(gòu)式的疊層電池，或是插入一些過(guò)渡層。

非晶硅太陽(yáng)電池的研究，現(xiàn)在主要著重于改善非晶硅膜本身性質(zhì)，以減少缺陷密度，精確設(shè)計(jì)電池結(jié)構(gòu)和控制各層厚度，改善各層之間的界面狀態(tài)，以求得高效率和高穩(wěn)定性。

目前非晶硅單結(jié)電池的最高效率已可達(dá)到14.6%左右，大量生產(chǎn)的可達(dá)到8%～10%左右。疊層電池的最高效率可達(dá)到21.0%。

二、化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)電池

在化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)電池中，目前研究應(yīng)用較多的有CaAs、InP、CuInSe2和CdTe太陽(yáng)電池。由于化合物半導(dǎo)體或多或少有毒性，容易造成環(huán)境污染，因此產(chǎn)量少，常常使用在一些特殊場(chǎng)合。

1.砷化鉀太陽(yáng)電池

砷化鉀（GaAs）太陽(yáng)電池可以得到較高的效率，實(shí)驗(yàn)室最高效率已達(dá)到24%以上，一般航天用的太陽(yáng)電池效率也在18%～19.5%之間。砷化鉀太陽(yáng)電池目前大多用液相外延方法或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）技術(shù)制備，因此成本高、產(chǎn)量受到限制，降低成本和提高生產(chǎn)效率已成為研究重點(diǎn)。砷化鉀太陽(yáng)電池目前主要用在航天器上。

現(xiàn)在，硅單晶片制備技術(shù)成熟，成本低，因此以硅片為襯底，以MOCVD技術(shù)用異質(zhì)外延方法制造GaAs太陽(yáng)電池降低GaAs太陽(yáng)電池成本的很有希望的辦法。目前，這種電池的效率也已達(dá)到20%以上。但GaAs和Si晶體的晶格常數(shù)相關(guān)較大，在進(jìn)行導(dǎo)質(zhì)外延生長(zhǎng)時(shí)，外延層晶格失配嚴(yán)重，難以獲得優(yōu)質(zhì)外延層。為此常Si襯底上首先生長(zhǎng)一層晶格常數(shù)與GaAs相差較少的Ge晶體作為過(guò)渡層，然后再生長(zhǎng)GaAs外延層，這種Si/Ge/GaAs結(jié)構(gòu)的異質(zhì)外延電池正在不斷發(fā)展中。控制各層厚度，適當(dāng)變化結(jié)構(gòu)，可使太陽(yáng)光中各種波長(zhǎng)的光子能量都得到有效利用，目前以GaAs為基的多層結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池的效率已接近40%。

2.磷化銦太陽(yáng)電池:磷化銦太陽(yáng)電池具有特別好的抗輻照性能，因此在航天應(yīng)用方面受到重視，目前這種電池的效率也已達(dá)到17%～19%。

3.CuInSe2多晶薄膜太陽(yáng)電池:這種電池的效率也達(dá)到17.6%左右，而且性能穩(wěn)定，作為多晶薄膜電池是很有發(fā)展前途的。但因成分較復(fù)雜，制作工藝重復(fù)性差，影響了它的發(fā)展。

此外，Cds/CdTe太陽(yáng)電池的效率也已達(dá)到15.8%，但這種電池毒性大，易造成對(duì)環(huán)境的污染。