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且将在原子作用力允许范围内，与P型材料中的电子缺乏实现平衡。与此相反，空穴扩散到n型材料中与自由电子复合。这样在界面层周围形成一个无电荷区域。在之前P型材料和n型材料是电中性的，这样通过界面层周围的电荷交换形成两个带电区:通过电子到P型材料的迁移在n型形成一个正的空间电荷区和在p型区形成一个负空间电荷区。
对不同材料的太阳能电池来说，尽管光谱响应的范围是不同的，但光电转换的原理是一致的。，在p-n结的内建电场作用下，n区的空穴向p区运动，p区的电子向n区运动，最后造成在太阳能电池受光面(上表面)有大量负电荷(电子)积累，而在电池背光面(下表面)有大量正电荷(空穴)积累。如在电池上、下表面引出金属电极，并用导线连接负载，在负载上就有电流通过。只要太阳光照不断，负载上就一直有电流通过。
太阳能电池生产流程
3.2太阳能电池的分类
3.2.1按结构分类
1.同质结电池
由同一种半导体材料构成一个或多个p-n结的电池。如硅太阳能电池、砷化稼太阳能电池等。
2.异质结电池
用两种不同的半导体材料，在相接的界面上构成一个异质结的太阳能电池。如氧化钢锡/硅电池、硫化亚铜/硫化福电池等。如果两种异质材料晶格结构相近，界面处的晶格匹配较好，则称为异质面电池，如砷化铝稼/砷化稼电池。
3.肖特基结电池
用金属和半导体接触组成一个“肖特基势垒”的电池，也称MS电池。目
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前已发展成金属一氧化物一半导体电池(Most和金属一绝缘体一半导体电池。这些又总称为导体一绝缘体一半导体电池。
4.光电化学电池
用浸于电解质中的半导体电极构成的电池，又称为液结电池。
3.2.2按材料分类
7.2.2.1.硅系列太阳能电池
以硅材料为基体的太阳能电池，包括单晶、多晶和非晶硅太阳能电池。 7.2.2.1.1单晶硅太阳能电池
硅系列太阳能电池中，单晶硅太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熟的加工处理工艺基础上的。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依靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。
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，但由十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l泪能电池，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。
磷扩散 周边刻蚀 去除背结 背电极印刷 正反极印刷 测试分档 烧结 减反射膜制备 扩散前清洗 绒面制备
硅片清洗 晶体硅太阳能电池制造流程
3.2.2.1.2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，这种硅片由提拉或浇铸的硅锭锯割成，因此实际消耗的硅材料更多。为了节省材料，70年代中期人们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太小，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
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法，包括低压化学气相沉积(}LPCVD)、等离子增强化学气相沉积((PECVD)和快热化学气相沉积(RTCVD)工艺。此外，液相外延法((LPE)和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。
多晶硅薄膜电池由十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，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池市场上占据重要的地位。 3.2.2.1.3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，非晶硅是一种很好太阳能电池材料，但由于其光学带隙为，使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，这样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-W效应，使电池性能不稳定。解决这些问题的途径就是制备叠层太阳能电池，叠层太阳能电池是在制备的p, i, n层单结太阳能电池上再沉积一个或多几个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十:①它把不同禁带宽度的材料组合在一起，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HZ稀释的SiH4,;衬底主要为玻璃及不锈钢，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。
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，直接影响到它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换效率问题。那么，非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。
3.2.2.2多兀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III- V族化合物、硫化福，磅化福及铜钢硒薄膜电池等。上述电池中，尽管硫化福 ,磅化福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，并目_又易于大规模生产，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品。
砷化稼（GaAs）等III-V化合物及铜钢硒薄膜电池由于具有较高的转换效率
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受到人们的普遍重视。GaAs属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。
铜钢硒(CuInSe2)简称CIS。 CIS材料的能隙为1.leV，适于太阳光的光电转换。另外，CIS薄膜太阳能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、钢和硒。硒化法是使用HZSe叠层膜硒化，但该法难以得到组份均匀的CIS 。
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，由于钢和硒都是比较稀有的兀素，因此，这类电池的发展也必然受到限制。
3.2.3太阳能电池新材料
针对于硅太阳能电池光电转换效率不高的情况，国内外在此方面开展了积极的研究工作，目前研究的重点在十太阳能电池本身，主要集中在新材料和新工艺上，这是太阳能研究的一个热点课题。
（1）染料敏化太阳能电池:研究表明，太阳光谱中紫外光占4%，可见光占43% Ti02是宽禁带半导体，禁带宽度为3.2ev，吸收位于紫外区，对可见光的吸收较弱。但当Ti02:表面吸附染料后，借助于染料对可见光的良好响应，可将吸收波段拓展到可见光区。由此构造染料敏化太阳能电池(Gratzel电池)。1998年，由瑞士M. Gratzel教授领导的研究小组研制的全固态染料化学电池采用固体有机空穴材料取代液体电解质，单色光光电转换效率达到了33%。目前有报道称Gratzel电池的单色光光电转换效率可达到48%。
（2）化合物半导体太阳能电池:化合物半导体材料包括铜钢(稼)硒(Cu(InGa)Se2 ) ,磅化福（CdTe）和III- V族化合物。就光伏应用的要求而言，它们比晶体硅材料更为适合。这是由于化合物半导体材料的禁带宽度为1.4eV且为直接跃迁材料，所制备的太阳能电池与太阳光谱更匹配、对光的吸收系数更大，使得这些材料容易制备成薄膜电池，电池厚度为2-3个微米即可。目前这一类电池的最高光电转换效率可达30.28%（Cu(InGa)Se2）。由于化合物半导体大多数有毒，易对环境造成污染，一般只应用于特殊场合。
（3）有机太阳能电池:就目前而言，由于硅太阳能电池的制造成本非常昂贵，限制了地面太阳能电池的大规模使用。在这种情况下，有机凝聚态稳定太阳能电池备受关注。但目前与无机硅太阳能电池相比，它在转换效率、光谱响应范围、
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