薄膜制备

各类太阳能电池。（a）单晶硅太阳能电池；（b）薄膜太阳能电池；（c）钙钛矿太阳能电池。第一代太阳能电池主要是基于单晶硅。荒原上，沙漠中，大家印象中的太阳能电池板，通常都是用这类晶体硅材料制成的。不过
制造高纯硅面临着造价高、耗能高等难题，这严重制约了硅基太阳能电池的商业应用范围。第二代太阳能电池主要指薄膜太阳能电池。它以非晶硅、铜铟镓硒薄膜、碲化镉薄膜为代表。这类太阳能电池最大的优点为成本低，缺点

器件研发受到了人们的重视。钙钛矿电池属于薄膜电池，其在一定程度上具有弯曲的能力，因而，柔性钙钛矿电池器件的制备成为可能。华中科技大学针发明了柔性钙钛矿太阳能电池的结构，其目的在于通过采用高电导率的金属
易于打印的材料，同时能够捕获阳光。”找到合适材料的机遇很快就出现了 – 这种材料可以为无机、硬质硅提供可行的替代品。薄膜钙钛矿被证明具有优异的光吸收能力和强大的功率转换效率。然而，最近才被考虑作为

太阳电池在空间环境下的性能，如抗辐射性能等得到了较大改善。由于80年代太阳电池的理论得到迅速发展，极大地促进了地面和空间太阳电池性能的改善。到了90年代，薄膜电池和Ⅲ-Ⅴ电池的研究发展很快，而且聚光阵
许多卫星应用的是这种类型的电池。到了70年代中期，COMSAT研究所提出了无反射绒面电池(使电池效率进一步提高)。但这种电池的应用受到限制：一是制备过程复杂，避免损坏PN结;二是这样的表面会吸收所有波长

法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模的生产应用。电渗析淡化法是使用一种特别制造的薄膜实现的。在电力作用下，海水中盐类的正离子穿过阳膜跑向阴极方向，不能穿过阴膜而留下来；负离子穿过阴膜跑向阳极方向
，不能穿过阳膜而留下来。这样，盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水，而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。电渗析淡化法原理示意图（来源网络）反渗透淡化法更加绝妙。它使用的薄膜叫“半透膜

，发展迅速。在已经开发的二十几种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模的生产应用。电渗析淡化法是使用一种特别制造的薄膜实现的。在电力作用下，海水中盐类的正离子穿过阳膜跑向阴极方向，不能穿过
)反渗透淡化法更加绝妙。它使用的薄膜叫半透膜。半透膜的性能是只让淡水通过，不让盐分通过。如果不施加压力，用这种膜隔开咸水和淡水，淡水就自动地住咸水那边渗透。我们通过高压泵，对海水施加压力，海水中的淡水就

。纤纳光电首席技术官颜步一介绍，团队研发的钙钛矿太能电池组件面积为16平方厘米，呈薄膜状，可大尺度弯曲，不仅能够印刷在玻璃表面制备玻璃基底太阳能，还可以附着于轻柔材料表面、用于可穿戴电子设备等
说，人工合成钙钛矿所用的原料均为常见的金属盐，来源广泛，电池的制备过程中无需高温高压环境，不产生有毒有害气体。此外，扩大生产规模后，钙钛矿太阳能电池的制造成本有望达到目前太阳能电池成本的1/3到1/5

，当2微米以下的薄膜材料制备在薄不锈钢、塑料膜等衬底上时，电池就具有很好的可弯曲性，并且该种薄膜太阳电池可以根据设计需要个性化定制。这一抗颠簸和方便安装的特性使得铜铟镓硒薄膜太阳电池可以用在共享单车

中的陷光技术，获得了转化率达16.4%的薄膜晶硅太阳能电池原器件，该转化效率在此领域处于世界领先水平。目前，这一研究成果已以论文形式发表在国际知名期刊《光学快报》上。由于该研究的陷光技术与现有工业制备
厚度的十分之一，使用材料减少了90%。谭新玉教授介绍，硅太阳能电池薄了以后，极易导致光吸收效率下降，降低太阳能电池光电转换效率。针对该问题，课题组理论模拟与实验制备相结合，找到了将太阳光充分束缚于电池

薄膜晶硅太阳能电池原器件，该转化效率在此领域处于世界领先水平。目前，这一研究成果已以论文形式发表在国际知名期刊《光学快报》上。由于该研究的陷光技术与现有工业制备工艺相匹配，使其工业化大规模生产的可能性大幅提高。
新玉教授介绍，硅太阳能电池薄了以后，极易导致光吸收效率下降，降低太阳能电池光电转换效率。针对该问题，课题组理论模拟与实验制备相结合，找到了将太阳光充分束缚于电池中的陷光技术，获得了转化率达16.4%的