传统晶体硅太阳电池比较容易产生隐形裂纹,为了起到防护作用使用一层钢化玻璃来保护,但与此同时造成电池较重而不便携带,抗震能力差且造价高,效率或多或少有所降低，并且由于受到制备工艺以及材料纯度的影响，难以在电池效率或者成本控制上取得突破，因此寻求不同形式的太阳能电池的工作开始展开。薄膜太阳能电池仅仅要微米级的厚度就能够得到良好的光电转换，能大大减少电池制作成本并实现光电转换功能。From+优·尔*论^文W网wWw.YouErw.com 加QQ752018.766

    科研工作者相继研发出了非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、以CdTe和CIGS为代表的无机化合物薄膜太阳能电池等。以硅为原料制备的薄膜太阳能电池具有可以大批量、低成本生产等优点, 其效率可最高达20。1%。铜铟镓硒（CIGS）类型的薄膜太阳能电池最先以铜铟硒薄膜太阳能电池（CIS）为基础，在其上发展而来的。这类电池的最底层是背接触层，它直接生长于衬底之上，背接触层上直接沉积吸收层材料（也就是背电极）。第二代薄膜太阳电池的另一个杰出代表为碲化镉（CdTe）型太阳能电池，碲化镉的显著优点就是具有比较合适的带宽，吸光性能良好。并且生产工艺简单，理论上其效率可到30%。

第二代太阳能电池与第一代太阳能电池相比明显优势在于①生产耗能更低；②制备材料选择更广泛；③发电效率更高；④更轻并且可以柔性化。面积仅仅为1 cm2的CdTe和CIGS类太阳能电池就能够达到19。6%的电池效率，由此可见此种电池有着很好的发展应用前景，在电池性能上有了较大的提高[2]。但是薄膜太阳电池同时也存在一些缺点，首先，薄膜材料易潮解，故对电池的封装要求很高，封装薄膜太阳电池的阻水性需比晶体硅电池的材料强9倍左右。其次，重金属元素镉和稀缺元素铟和镓在电池中的大量使用会造成环境污染，加重环境负担, 如此看来，制备大面积的薄膜存在难度，限制了其大规模商用化。

1。1。3染料敏化太阳能电池

染料敏化太阳能电池主要由导电玻璃、半导体多孔膜（通常为TiO2多孔膜）、染料敏化剂、氧化-还原电解质（一般使用I3-/I-的已腈溶液）和镀铂的导电玻璃对电极几部分组成。当太阳光照射到我们制备的电池的电极上面的时候，电极起到吸收太阳光的作用,此时有一些光子能量比较高，高到一定程度时，就会有一些光子能够激发电池中的染料使其电子分离出来，这些电子在电池内部流动，最终流经光阳极被收集, 通过与对电极形成一个回路, 形成光生电流。再将已经到达对电极的电子再次还原成稳定状态。染料分子的结构在很大程度上决定其的吸光性能，电子的注入效率，以及影响电子的复合反应等。1991 年，Grätzel 等制备的DSSC获得了7。1%的电池效率[3]。经过了近20年来的不懈努力,DSCs电池的效率已经超过了13%[4],虽然取得一定进展，但是由于载流子的输运很难改善，导致能量转换效率得不到较大提高，难以与硅太阳能电池相媲美。除此之外，DSCs采用的不是固态的电解质，这种液态电解质为液体状态的，在使用时容易挥发，需要严密包装以免失效。为了规避这些难题，科学家们开发和使用半固态和全固态的电解质的太阳能电池，但是这样的电池要牺牲一些电池的光电转换效率。而且最近几年的对它研究成果几乎停滞不前，从而大大限制了它的发展。

1。2钙钛矿太阳能电池

科学家继续寻找其他可用吸光材料来替代DSCs中的染料分子。最近一种钙钛矿（Perovskite)可以为吸光材料应用于太阳能电池中达到吸收光能并且转换成电能的效果。这种电池是主体结构是在染料敏化的基础上，采用的是钙钛矿CH3NH3PbI3做为吸光层来替代之前的染料分子从而避免使用染料分子的缺点。这种全固态电解质在电池中的应用 ，与液体电解质不同，不会带来的前述问题，又可以使转换效率得到一定的提高，2009-2014年电池的光电转换效率突飞猛进，从3。8%[5]飞跃增到19。3%[6]，目前，由韩国化学研究院最近报道得出，其电池测试出来的效率已经突破历史达到了20。1%，再次刷新了钙钛矿太阳能电池的新纪录，因而在国际上掀起了一个新的研究热潮。2009年钙钛矿结构的物质CH3NH3PbI3 首次应用于电池器件中，仍然采用液态I3-/I-电解质，得到效率为3。8%，但是此种器件有一个致命弊端，就是钙钛矿材料容易溶解于液态电解质，使电池在短短几分钟之内便失效了。由于电解质的弊端，Park和Gratzal合作，他们舍弃了前人使用的液态电解质的方法，开辟出了一种固态材料spiro-OMeTAD用于空穴的传输，制备出的电池的效率获得了突破性进展，不仅提高到了9。7%[7]，并且克服了钙钛矿会溶解于液态中的不利影响,电池的稳定性得到显著提高，而且以前用液体电解液时更容易封装。2012年，在研究并使用混合卤化物钙钛矿CH3NH3PbI3(Cl)作为吸光材料的电池中，介孔Al2O3被用于替代N型半导体TiO2作为支撑，获得了一种具有介观超结构的太阳能电池，效率进一步提高到了10。9%[8]。通过不断的改进溶液的处理方法以及研究设计一些新的材料，2014年，效率已达到19。3%，2015年，由韩国化学研究院最近报道指出，经过他们对制备工艺的严格控制，由他们制备出来的电池最高的光电转换效率已经达到20。1%[9]，这些成果的取得大大加强了科研人员对钙钛矿在光伏领域的信心。