现代工业的发展，一方面加大对能源的需求，引发能源危机；另一方面在常规能源的使用中释放出大量的二氧化碳气体，导致全球性   的“温室效应”。为此各国力图摆脱对常规能源的依赖，加速发展可再生能源。作为最理想的可再生能源，太阳能具有“取之不尽，用之不竭”的特点，而利用太阳能发电具有环保等优点，而且不必考虑其安全性问题。因此世界各国掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。1973年，美国制定了政府级的阳光发电计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划1973年，美国制定了政府级的阳光发电计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投入达8亿多美元。1992年，美国政府颁布了新的光伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。日本在上世纪70年代制定了“阳光计划”，1993年将“月光计划”（节能计划）、“环境计划”、“阳光计划”合并成“新阳光计划”。德国等欧共体国家及一些发展中国家也纷纷制定了相应的发展计划。90年代以来联合国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设立国际太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。开发利用太阳能和可再生能源成为国际社会的一大主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要内容。自“六五”以来我国政府一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计划，大大推动了我国太阳能和可再生能源技术和产业的发展。

太阳能电池是利用光伏效应将太阳能直接转换为电能的一种装置。常规太阳电池简单装置如图1所示。当N型和P型两种不同型号的半导体材料接触后，由于扩散和漂移作用，在界面处形成由P型指向N型的内建电场。当光照在太阳电池的表面后，能量大于禁带宽度的光子便激发出电子和空穴对，这些非平衡的少数载流子在内电场的作用下分离开，在电池的上下两极累积，这样电池便可以给外界负载提供电流。

从上世纪70年代中期开始了地面用太阳电池商品化以来，晶体硅就作为基本的电池材料占据着统治地位，而且可以确信这种状况在今后20年中不会发生根本的转变。以晶体硅材料制备的太阳能电池主要包括：单晶硅太阳电池，铸造多晶硅太阳能电池，非晶硅太阳能电池和薄膜晶体硅电池。单晶硅电池具有电池转换效率高，稳定性好，但是成本较高；非晶硅太阳电池则具有生产效率高，成本低廉，但是转换效率较低，而且效                

率衰减得比较厉害；铸造多晶硅太阳能电池则具有稳定得转换的效率，而且性能价格比最高；薄膜晶体硅太阳能电池则现在还只能处在研发阶段。所以对薄膜太阳能电池的持续研究对降低成本，实现光伏发电平价上网具有极其重要的意义。

薄膜太阳能电池P-I-N结前面有一层透明导电膜（TCO），TCO薄膜作为电极是太阳电池的重要组成部分，它要求具有极低的光、电损失，高透过率和电导率以及在氢等离子轰击下保持较好的稳定性；同时由于微晶硅吸收系数比较低、非晶硅稳定性相对较差的原因，硅基薄膜太阳电池需要利用薄膜的陷光效应，在玻璃衬底上制备满足光散射特性的绒面TCO薄膜。这种结构可以增大电池的短路电流，同时也增加了入射光在电池中的光程。目前硅基薄膜太阳电池常用的透明导电薄膜是绒面的SnO₂∶F(FTO)薄膜,已经形成产业化生产。但FTO薄膜有毒,价格昂贵,成本高,而且容易受到氢等离子体的还原作用。新型ZnO∶Al(AZO) 是一种典型的n型半导体薄膜，其禁带宽度接近3.3 eV，在可见光范围具有较高的透射率和低电阻率，价格便宜,原材料丰富,无毒,并且在高温条件下，其成分不易与氢发生互扩散，因此它在活性氢和氢等离子体环境中化学稳定性高,同时具有可同FTO相比拟的光电特性,因此被广泛应用到硅基薄膜太阳电池的研究中。目前使用溅射技术沉积的AZO表面光滑，但是通过稀HCl溶液腐蚀后可获得具有优异陷光能力的表面。图2为典型的在AZO织构表面与光滑表面上获得的电池量子效率图，可看到在织构的表面上将获得更大的电流密度。

图2 在光滑与织构的AZO表面上沉积a-Si电池获得的量子效率比较

总之，硅薄膜太阳电池已成为目前世界上光伏领域中最活跃的研究方向，人们期待研究工作获得突破，以大大降低太阳电池的成本，为解决能源和环境问题作出贡献。