为增进大家对太阳能电池的了解，本文将介绍三种太阳能电池：1. 多元化合物薄膜太阳能电池，2. 聚合物多层修饰电极型太阳能电池，3. 纳米晶化学太阳能电池。

一、多元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。其中主要包括砷化镓 III-V 族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。上述电池中，尽管硫化镉、碲化镉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，并且也易于大规模生产，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 砷化镓 III-V 化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高的转换效率受到人们的普遍重视。GaAs 属于 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。GaAs 等 III-V 化合物薄膜电池的制备主要采用 MOVPE 和 LPE 技术，其中 MOVPE 方法制备 GaAs 薄膜电池受衬底位错、反应压力、III-V 比率、总流量等诸多参数的影响。 除 GaAs 外，其它 III-V 化合物如 Gasb、GaInP 等电池材料也得到了开发。1998 年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的 GaAs 太阳能电池转换效率为 24.2%，为欧洲记录。首次制备的 GaInP 电池转换效率为 14.7%. 见表 2。另外，该研究所还采用堆叠结构制备 GaAs，Gasb 电池，该电池是将两个独立的电池堆叠在一起，GaAs 作为上电池，下电池用的是 Gasb,所得到的电池效率达到 31.1%。

铜铟硒 CuInSe2 简称 CIC。CIS 材料的能降为 1.leV，适于太阳光的光电转换,另外，CIS 薄膜太阳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、铟和硒，硒化法是使用 H2Se 叠层膜硒化，但该法难以得到组成均匀的 CIS。CIS 薄膜电池从 80 年代最初 8%的转换效率发展到目前的 15%左右。日本松下电气工业公司开发的掺镓的 CIS 电池，其光电转换效率为 15.3%(面积 1cm2)。1995 年美国可再生能源研究室研制出转换效率为 17.l%的 CIS 太阳能电池，这是迄今为止世界上该电池的最高转换效率。预计到 2000 年 CIS 电池的转换效率将达到 20%，相当于多晶硅太阳能电池。

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，由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展又必然受到限制。

二、聚合物多层修饰电极型太阳能电池

在太阳能电池中以聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制爸的研究方向。其原理是利用不同氧化还原型聚合物的不同氧化还原电势，在导电材料(电极)表面进行多层复合，制成类似无机 P-N 结的单向导电装置。其中一个电极的内层由还原电位较低的聚合物修饰，外层聚合物的还原电位较高，电子转移方向只能由内层向外层转移;另一个电极的修饰正好相反，并且第一个电极上两种聚合物的还原电位均高于后者的两种聚合物的还原电位。当两个修饰电极放入含有光敏化剂的电解波中时 . 光敏化剂吸光后产生的电子转移到还原电位较低的电极上，还原电位较低电极上积累的电子不能向外层聚合物转移，只能通过外电路通过还原电位较高的电极回到电解液，因此外电路中有光电流产生。

由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本底等优势，从而对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品，还有待于进一步研究探索。

三、纳米晶化学太阳能电池

在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的，但由于成本居高不下，远不能满足大规模推广应用的要求。为此，人们一直不断在工艺、新材料、电池薄膜化等方面进行探索，而这当中新近发展的纳米 TIO2 晶体化学能太阳能电池受到国内外科学家的重视。 自瑞士 Gratzel 教授研制成功纳米 TIO2 化学大阳能电池以来，国内一些单位也正在进行这方面的研究。纳米晶化学太阳能电池(简称 NPC 电池)是由一种在禁带半导体材料修饰、组装到另一种大能隙半导体材料上形成的，窄禁带半导体材料采用过渡金属 Ru 以及 Os 等的有机化合物敏化染料，大能隙半导体材料为纳米多晶 TIO2 并制成电极，此外 NPC 电池还选用适当的氧化一还原电解质。纳米晶 TIO2 工作原理：染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态，激发态不稳定，电子快速注入到紧邻的 TiO2 导带，染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿，进入 TiO2 导带中的电于最终进入导电膜,然后通过外回路产生光电流。

纳米晶 TiO2 太阳能电池的优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在 10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的 1/5～1/10. 寿命能达到 2O 年以上。