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非晶硅太阳电池是指通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装置。1976年有出现的新型薄膜式太阳电池，基本组成成分是非晶硅化合物，又称为a-Si太阳能电池和无定型硅太阳能电池。
1.非晶硅太阳电池组成结构
非晶硅太阳电池是以玻璃、不锈钢及特种塑料为衬底的薄膜太阳电池，结构如图2所示。为减少串联电阻，通常用激光器将TCO膜、非晶硅(A-si)膜和铝(Al)电极膜分别切割成条状， 如图1所示。国际上采用的标准条宽约1cm,称为一个子电池，用内部连接的方式将各子电池串连起来，因此集成型电池的输出电流为每个子电池的电流，总输出电压为各个子电池的串联电压。在实际应用中，可根据电流、电压的需要选择电池的结构和面积，制成非晶硅太阳电池。
第一层为普通玻璃,是电池的基底。
第二层为TCO，即透明氧化物导电膜，一方面光从它穿过被电池吸收，所以要求它的光透过率高；另一方面作为电池的一个电极，所以要求它能够导电。TCO 一般制备成绒面，主要起到减少反射光从而增加光的吸收率的作用。太阳能电池就是以这两层为衬底沉积形成的。太阳能电池的第一层为P层，即窗口层；其次是i 层，即太阳能电池的本征层，光生载流子主要在这一层产生；然后是n层，起到连接i极和背电极的作用。最后是背电极和Al/Ag 电极。
2.非晶硅太阳电池工作原理
太阳能电池以光电效应工作的结晶体太阳能电池和薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时，物 体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
非晶硅太阳电池的工作原理是基于半导体的光伏效应。当太阳光照射到电池上时，电池吸收光能产生光生电子—空穴对，在电池内建电场Vb的作用下，光生电子和空穴被分离，空穴漂移到P边，电子漂移到N边，形成光生电动势VL, VL 与内建电势Vb相反，当VL = Vb时，达到平衡; IL = 0, VL达到最大值，称之为开路电压Voc 当外电路接通时，则形成最大光电流，称之为短路电流Isc，此时VL= 0;当外电路加入负载时，则维持某一光电压VL和光电流IL。
3.非晶硅太阳电池的种类
太阳能电池的种类有很多，按材料来分，有硅基太阳能电池（单晶，多晶，非晶），化合物半导体太阳能电池（砷化镓（GaAs），磷化铟（InP），碲化镉（CdTe）, 铜铟镓硒（CIGS）），有机聚合物太阳能电池(酞青，聚乙炔)，染料敏化太阳能电池，纳米晶太阳能电池；按结构来分，有体结晶型太阳能电池和薄膜太阳能电池。
4.非晶硅太阳电池的应用
1、大规模地成本发电站
1996年美国APS公司在美国加州建了一个400千瓦的非晶硅电站,引起光伏产业振动。
Mass公司(欧洲第三大太阳能系统公司)从中国进口约5MWp的非晶硅太阳能电池。
日本CANECA公司年产25MWp的非晶硅太阳能电池大部分输往欧洲建大型发电站(约每座500KWp-1000KWp)。
德国RWESCHOOTT公司也具有30MWp年产量,全部用于建大规模太阳能电站。 我国的安徽省蚌埠市在光伏发电产业取得重大突破，2兆瓦非晶硅太阳能示范电站项目建设条件已落实，年内将竣工运营。
2、与建筑相配合,建造太阳能房
非晶硅太阳能电池可以制成半透明的，如作为建筑的一部分，白天既能发电又能使部分光线透过玻璃进入室内，为室内提供十分柔和的照明(紫外线被滤掉)能挡风雨，又能发电；美国，欧洲和日本的太阳能电池厂家已生产这种非晶硅瓦。 同时应该在建筑设计时考虑建筑与太阳能相结合，即从建筑的设计阶段就应该开始考虑安装太阳能电池的需要，使太阳能电池和建筑有机地结合在一起，使建筑物上的半透明的非晶硅太阳能电池一方面可以做普通玻璃使用，保证室内光照及隔离外界的作用，另一方面可以做太阳能电池使用，将照射在其表面的太阳光吸收并转换为电能，再电能储存在特定的电能存储装置中，以保证室内的照明及其他的生活需求。
3、太阳能照明光源
太阳能照明是以太阳能为能源，通过太阳能电池实现光电转换，白天用蓄电池积蓄、贮存电能，晚上通过控制器对电光源供电，实现所需要的功能性照明。对太阳能照明光源的要求：由于雨、雪、雷电冰雹的浸蚀和干扰，必须具有合理的安全防护等级和防雷接地；连续阴雨天需要太阳能电池板、蓄电池具有足够的容量等。由于非晶硅太阳能电池的技术优势，因此，同样功率的非晶硅太阳能灯具，其照明时间要比晶体硅太阳能路灯的照明时间长20%，而其成本每瓦要低约10元人民币。另外，由于非晶硅太阳能电池的弱光效应优于晶体硅太阳能电池，所以在较弱的光照条件下，比如清晨和傍晚或者是阴雨天气，非晶硅太阳能电池也能吸收并转换光能，从而保证太阳能照明光源正常工作。以上原因使得非晶硅太阳能电池的在太阳能照明光源中的优势更加突显。
4、 弱光下使用
晶硅电池组件对于波长在780nm以上的光源有一定光电转化能力，弱光发电特性突出，且制备成本相对晶硅电池低，然而在这个波长范围内晶硅电池组件是无法发生伏打效应的，就是说晶硅电池在这个波长范围内很难发电。由于非晶硅太阳能电池在的弱光效应好，已被广泛用于光伏玩具、草坪灯、太阳能钥匙扣、太阳能钟、太阳能手表、太阳能计算器、太阳能显示牌等不直接受光照等场合下。
5、其他场合的应用
1、太阳能信号灯
航海、航空和陆上交通信号灯的作用至关重要，许多地方电网不能供电，而太阳能信号灯可解决供电问题，光源以小颗粒定向发光的LED为主。取得了良好的经济效益和社会效益。
2、太阳能景观灯
应用于广场、公园、绿地等场所，采用各种造型的小功率LED点光源、线光源，也有冷阴极造型灯来美化环境。太阳能景观灯可以不破坏绿地而得到较好的景观照明效果。
3、太阳能手电筒
采用LED作为光源，可以在野外活动或紧急情况时使用。
