太阳能电池的发展
(1)单晶太阳能电池单晶太阳能电池板在硅系太阳能电池中，单晶太阳能电池的转换效率最高(16% ~ 20%)，技术也最成熟。目前，单晶硅的电接地技术已接近成熟。在电池制造中，诸如表面纹理化、发射区钝化、分区掺杂等技术。被普遍采用。开发的电池主要有平面单晶硅电池和沟槽埋栅电极单晶硅电池。
转换效率的提高主要得益于单晶硅的表面微结构处理和分区掺杂工艺。在这方面，德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所一直保持着世界领先水平。在这项研究中，通过光刻和摄影对电池表面进行纹理化，以制作倒金字塔结构。厚度为13nm的氧化物钝化层与表面的两层抗反射涂层相结合，并通过改进的电镀工艺提高了栅极的宽高比。京瓷公司制备的大面积(225cm2)单晶太阳能电池转换效率为19.44%，中国北京太阳能研究所也在积极从事高效晶体硅太阳能电池的研发。平面高效单晶硅电池(2cm × 2cm)的转换效率为19.79%，沟槽埋栅电极晶体硅电池(5cm ×5cm)的转换效率为19.79%。单晶硅太阳能电池的转换效率无疑是最高的，在大规模应用和工业生产中仍然占据主导地位。但由于单晶硅材料价格的影响，以及相应繁琐的电池技术，单晶硅成本居高不下。
(2)多晶硅太阳能电池
多晶硅太阳能电池成本低，转换效率高(14% ~ 16%)，生产工艺成熟，占据主要光伏市场，是目前太阳能电池的主导产品。多晶硅太阳能电池已经成为世界太阳能电池份额最高的主流技术。但是多晶硅太阳能电池的效率低于单晶硅电池。对比单位成本的发电效率，两者接近。
(3)非晶硅太阳能电池
非晶硅的优势在于对可见光谱的吸收能力很强(比晶体硅强500倍)，所以只需要薄薄的一层就能有效吸收光子能量。而且这种非晶硅薄膜的生产技术已经非常成熟，不仅可以节省大量的材料成本，还使得制作大面积的太阳能电池成为可能。主要缺点是转化率低(5%-7%)和光致退化(所谓S-W效应，即光电转换效率会随着光照时间的延续而下降，使电池性能不稳定)。所以在太阳能发电市场没有竞争力，多用于小功率的小尺寸电子产品市场。比如电子计算器和玩具。
在1980年代，非晶硅是唯一商业化的薄膜太阳能电池材料。非晶硅太阳能电池出现的时候，引起了大量的投资。从1985年到1990年初，非晶硅太阳能电池的比重一度达到世界太阳能电池总量的三分之一，但由于稳定性差，未能得到有效改善，导致产量下降。根据材料种类的不同，薄膜电池可分为:薄膜晶体硅太阳能电池(C-Si)；薄膜非晶硅太阳能电池(简称a-Si)，II-VI族化合物太阳能电池(CdTe，铟铜硒化物)，III-V族化合物太阳能电池，如砷化镓(GaAs)，磷化铟(InP)，磷化铟镓(InGaP)。除了III-V族化合物太阳能电池采用多层薄膜结构可以使转换效率高于30%外，其他聚光薄膜太阳能电池的效率一般在10%以下。
目前工业化的薄膜光伏电池材料有三种:非晶硅(a-Si)、铜铟硒(CIS、CIGS)和碲化镉(CdTe)，其中非晶硅薄膜电池的生产比例最大。2007年占全球产量的5.2%。
(1)ⅲ-ⅴ族化合物太阳能电池
典型的ⅲ-ⅴ族化合物太阳能电池是砷化镓(GaAs)电池，转换率超过30%。这是因为ⅲ-ⅴ族是直接能隙的半导体材料，在AM1的辐射条件下，仅2um厚就能吸收约97%的光。由通过化学气相沉积在单晶硅衬底上生长的GaAs薄膜制成的薄膜太阳能电池由于其高效率而用于太空。新一代的GaAS多结太阳能电池是目前转换效率最高的，因为其吸收光谱范围大，所以转换效率可以达到39%以上。而且性能稳定，使用寿命长。但是这种电池价格昂贵，平均每瓦价格可以比多晶硅太阳能电池高出几十倍，所以并不是民用的主流。
由于其直接的能隙、高的吸收系数、良好的抗反射损伤性和对温度变化的不敏感性，它适合应用于三个主要领域，如热光电TRV、聚光系统和空间。
自2007年8月以来，砷化镓电池已经从卫星上的使用转变为聚光太阳能电站的大规模应用。砷化镓高效聚光电池在国外被证明是低成本建造太阳能发电厂的有效途径。
(2)ⅱ-ⅵ族化合物太阳能电池
II-VI族化合物太阳能电池包括碲化镉薄膜电池和铜铟镓硒薄膜电池。
碲化镉电池的直接能隙为1.45eV，刚好在理想太阳能电池的能隙范围内。此外，它具有高吸收系数。它成为高效率的理想太阳能电池材料之一。此外，它可以通过多种快速成膜技术制成。由于模块化生产容易，近年来有很好的商用性能，CdTe/玻璃已经大规模应用于屋顶材料。但镉污染是这种薄膜电池发展的隐患。而美国和德国实施了CdTe太阳能电池的回收再生机制，为市场注入了正能量。因为电池的制造过程只需要几分钟，很容易快速量产，所以美国对市场前景相当看好。认为未来非晶硅太阳能电池的保有量可能会超过。
铜、铟、镓、硒的光吸收范围广，在室外环境下稳定性好。由于其高转换效率和低材料制造成本，被认为是未来最有前途的薄膜电池之一。转换效率方面，在聚光器的帮助下，目前转换效率可以达到30%左右，标准环境测试下最高水平为19.5%，可以媲美单晶硅太阳能电池。Cu(InGa)Se2太阳能电池除了适合大面积表面使用外，还具有抗辐射损伤的能力，因此也具有应用于空间领域的潜力。经过30年的发展，CIGS电池的普及率仍然不高。小规模量产阶段并没有明显看到其被世人所期待的成本优势。因此，如何使太阳能电池的量产技术成熟，并大幅降低制造成本，是未来努力的课题。另一个发展方向是发展宽能隙(大于1.5eV)且不造成效率损失的CIGS技术。开发能够生产高质量CIGS薄膜的低温制造工艺也是降低制造成本的关键点。被低材料成本和高组件效率的市场潜力所吸引，近年来，除了壳牌太阳能，Wrth太阳能，昭和壳牌，ZSW等，连本田也纷纷效仿。CIGS太阳能电池发展的隐患是In和Ga的储量有限，在其他半导体和光电产业的竞争下可能面临同样的硅材料不足的问题。同时，制造工艺复杂，投资成本高，制约了市场增长；CdS具有潜在毒性的缺点，这限制了市场发展。美国托莱多大学在柔性衬底非晶硅太阳能电池领域处于领先地位。其单结非晶硅锗电池实验室的初始效率已经达到65，438+03%。他们的技术团队参与了MWOE和Xunlight公司的建立，并积极规划更大的生产能力。
日本在柔性衬底太阳能电池的研究方面也处于世界领先地位。在日本，夏普公司、三洋公司、TDK公司、富士公司都在柔性衬底非晶硅太阳能电池的开发上投入了大量的人力物力，建成了数条兆瓦级聚酯薄膜柔性电池生产线。
三洋公司首次在无人太阳能飞机上使用柔性非晶太阳能电池作为能源，并完成了横跨美洲大陆的飞行，显示了柔性非晶薄膜太阳能电池作为飞机能源的巨大潜力。夏普和TDK公司在聚酯薄膜上制备的非晶硅太阳能电池已经能够生产出面积为286cm2的组件，效率达到了8.65438±0%。小面积电池的效率达到了11.1%。富士公司a-Si/a-SiGe叠层电池稳定效率达到9%，在日本熊本建厂。2006年塑料基板非晶硅电池产量达到15MW。
另一方面，欧洲联盟联合了其成员国的一些研究机构，包括纳沙泰尔大学、甚高频技术公司、Roth & amp；Rau公司等开展了聚酯薄膜基板柔性电池的联合研究，现已实现小批量生产线。欧盟于2005年6月65438日+10月65438日+0日启动了“FLEXCELLENCE”项目，历时三年。目标是开发薄膜电池组件卷对卷生产的高效设备和技术，建设50兆瓦以上的柔性电池生产线，并希望将生产成本控制在每瓦0.5欧元。根据2007年的报告，目前纳沙泰尔大学聚酯薄膜衬底非晶硅叠层电池的实验室效率达到10.8%，VHF-technologies公司的年生产能力为25MW。
我国柔性基板薄膜电池的研究进展缓慢。90年代中期，哈尔滨的chrona公司研制出柔性聚酰亚胺衬底单结非晶硅薄膜电池，初始效率为4.63%，功率重量比为231.5w/kg，但此后进展甚微。近年来，南开大学在柔性衬底非晶硅薄膜电池的研究方面取得了一些进展。他们在聚酰亚胺衬底上获得了0.115cm2的单结薄膜电池，初始效率为4.84%，功率重量比为341W/kg。
柔性基板电池产业化方面，天津津能电池有限公司目前正在建设6MW非晶硅柔性电池生产线，30MW生产线已经开始项目论证。新疆天府光伏光学显示有限公司正在建设1MW非晶硅柔性电池生产线，未来计划建设8MW。预计两家公司的电池成本都很高，因为它们的设备和技术都是从国外进口的。总的来说，我国已经具备了发展非晶硅薄膜电池的技术基础，但对柔性衬底的研究还处于起步阶段，与国外差距较大。