为了阐释 KBNNO 固溶体禁带窄的根由，我们采用第一性原理测试 KBNNO 的电子结构。 X=0。33 的 KBNNO 超晶胞的电子结构显示 1。84eV,1。49eV 的直接带隙，远小于局部密度近似 原理 LDA+U 所算得的 KNO 的 2。3eV。价带顶由 Ni 的 3d 轨道和 O 的 2p 轨道电子杂化，同 时导带底由 Nb 的 4d 态电子占据。在 KBNNO 里填充 Ni 的 3d 轨道间隙是窄化禁带宽度的关 键。

1。3  光伏材料的分类及其特点

单晶硅太阳能电池是目前所有的太阳能电池种类里光电转化效率最高

单晶 的一种太阳能电池，它的光电转化效率约为 15%，最高光电转化效率能

硅太 达到 24%，但是阻碍其不能大规模的产业化推广最大原因，便是其成本

阳能 太高，让工艺和市场化难以为继。另一大优点，在于单晶硅一般会采

电池 用钢化玻璃以及防水树脂来进行封装，故坚固且耐用，大大提高了其

使用寿命，甚至最高可达 25 年，同时一般而言也能工作 15 年左右。

从制备工艺上来说，多晶硅太阳电池的制备过程与上述的单晶硅太阳

电池的制备工艺相差无几，可是多晶硅太阳能电池最致命的缺点，就

多晶 是最最重要的光电转化效率却比单晶硅太阳能电池低了不少，只有大

硅太 概 12%的转化率。凡是有利就有弊，所以如果来考虑制作成本的话，那

阳能 是比单晶硅太阳能电池要便宜的：因为在制备过程中原材料的获取简

电池 单易行，而且生产过程中的能耗也相对减少，这样一来总的生产成本

也就降低了不少，从而让多晶硅太阳能电池得到大量发展的机会。但

是还有一点问题，则是多晶硅太阳能电池的工作寿命比单晶硅太阳能

电池短。简而言之，不考虑成本问题的话，从性能上来说，单晶硅太

阳能电池更胜一筹。

1976 年出现了一种新型薄膜式太阳能电池：非晶硅太阳能电池，它的

制备方法完全不同于单晶硅和多晶硅太阳电池的制备方法，并且工艺

非晶 过程变得简单易操作。由于是薄膜式的太阳能电池所以带来的一大好

硅太 处就是生产过程中所需使用的硅材料大大减少，且电耗比多晶硅太阳

阳能 能电池的制备更低。尤其要强调的是，它在弱光条件也能发电，这表

电池 明在非晴天也能正常工作，大大提高了太阳能电池的工作日，这显然

是非晶硅太阳能电池的最大优势。但如今困扰着非晶硅太阳电池核心

问题便是光电转换效率偏低，即使是目前国际先进水平也只有 10%左

右，而且不够稳定：会随着工作时间的推移，光电转化效率呈递减状

态，这一点极大的影响了使用体验。

多元化合物太阳能电池，顾名思义，是指并非采用单一元素半导体材

料，而是采用多种半导体材料来制成的太阳能电池。目前，虽然世界

各国对于其相关研究的品种琳琅满目，但是其中大多数远远还未达到

工业化生产标准。现有的多元化合物太阳能电池主要有以下几种：（1）

多元 硫化镉太阳能电池；（2）砷化镓太阳能电池；(3)  铜铟硒太阳能电