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2 太阳能电池 2．1 太阳能电池简述 太阳能电池，简称太阳电池，是基于光生伏特效应的原理，以达到将光能转换成电能的目的的装置。按材料分类，可以分为：硅系太阳能电池、化合物薄膜太阳能电池、有机半导体薄膜太阳能电池和纳米晶化学太阳能电池等[1]。太阳电池所具有的许多优点是未来能源所非常需要的：不受地域限制；发电过程是简单的物理过程，无任何废气物排出；太阳电池静态运行，无运转部件，无磨损，可靠性高；发电功率由太阳电池决定，可按所需功率装配成任意大小等。光伏能源被认为是 21 世纪最重要的能源利用形式，太阳能发电对解决目前的能源危机和环境污染问题具有重要的意义。
2．2 太阳能电池工作原理 在晶体中，由于原子的核电荷数和核外电子数相等，因此无论是 p型硅材料还是n 型硅材料对外都呈电中性。在阳光的照射下，它们除了显示出温度的升高外并不会有其他的变化。虽然吸收的光子能将共价键中的电子激发，但是激发的电子又会被空穴迅速的捕获，即电子和空穴的复合过程，而这一过程仅仅需要 μs 量级的时间 。 半导体材料中，在 p型硅材料和n型硅材料的界面处会形成一个特殊的区域，我们把此特殊的交界面称为 p-n 结文献综述。在 p-n 结处，由于在 n 型硅材料一侧的自由电子的浓度较高，所以电子会向p型材料中扩散，并在 p型材料中与空穴复合而消失。与此相反，p 型材料中的多数载流子——空穴将扩散到 n 型材料，并与自由电子复合而消失。于是，本来处于电中性的 p型材料和n 型材料由于交界面处的电荷交换现象，在界面的两侧分别形成了一个带电区域：n 型材料中的电子扩散到 p 型材料中而在 n 型材料区产生了一个正的空间电荷区[2]，通过 p 型材料中空穴到 n 型材料的扩散在 p 区形成一个负空间电荷区[3-5]。此区域就称为 p-n 结的空间电荷区，正、负电荷区形成了一个从 n 型半导体指向 p 型半导体的电场，称为内建电场（或势垒电场），