1.3.1 第一代太阳能电池

 第一代太阳能电池是晶体硅电池，包括单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池，这是最早的半导体太阳能电池，从1954年到现在已经发展了半个多世纪，虽然是最早的一代太阳能电池，转换效率比较低，但是因为其技术非常得成熟，相对来说陈本会比较低廉，所以也是应用最广泛的太阳能电池，目前大约百分之九十的太阳能电池都是硅材料的。

目前，转换效率最高的单晶硅太阳能电池来自新南威尔士大学。其正面采用了倒金字塔的结构，提高了太阳电池的受光效果，使用了双层减反射膜[6]，使反射降到最低，同时其上下两面都进行了钝化，减少了少数载流子表面复合作用，还有其他许多道工序来提高太阳能的效率，最后使单晶硅太阳能电池的转换效率达到了24%，接近极限值。但是，因为这款硅太阳能电池的工序及其复杂，陈本很高，所以使用的意义并不大。另外，多晶硅太阳能电池目前最高效率达到20%[6]是由德国太阳能研究所所研制的，同样工序也很复杂，也不适合商用，商用的多晶硅太阳能电池转换效率在12%左右，商用的则在15%上下。

1.3.2  第二代太阳能电池

    第二代太阳能电池是薄膜太阳能电池，厚度比第一代太阳能电池薄得多，如非晶硅薄膜太阳能电池厚度只有1μm，是晶体硅太阳能电池厚度的千分之一，所以可以节约大量的原材料，而且薄膜太阳能电池可以在便宜的玻璃、塑料、石墨、金属片、陶瓷等材料基板上构造，可以大大得降低制造成本，同时太阳能电池的面积也可以做得更大。

    薄膜太阳能电池主要包括非晶硅薄膜太阳能电池、微晶硅薄膜太阳能电池等。非晶硅材料可以在200摄氏度的温度下进行制造，因此可以在玻璃、陶瓷等基板上淀积薄膜，可以实现大面积、大批量生产，成本较低，目前主要使用的淀积方法是等离子增强型化学相淀积（PECVD）法。非晶硅薄膜太阳能电池存在的一个缺点就是转换效率过低（6%~9%）[8]，并且寿命较短，不过随着技术的不断进步，目前非晶硅薄膜太阳能电池的寿命已经从2、3年增加到10年以上，因为寿命提高，非晶硅薄膜太阳能电池的光明前景。论文网

1.3.3 第三代太阳能电池

    第三代太阳能电池是在人们不断追求更高的转换效率的情况下提出来的，虽然第一代硅太阳能电池技术已经十分成熟，但是其转换效率还不是很高，并且已经接近其极限，而第二代太阳能电池的转换效率比第一代的还低，其优势主要在成本低廉，在这样的情况下，人们提出了第三代太阳能电池的要求：转换效率高而且薄膜化，原材料丰富且环境友好型[13]。第三代太阳能电池主要包括多结太阳能电池、多带隙太阳能电池以及热载流子太阳能电池等，目前主流的同时也是本文重点的多结太阳能电池，下面本文将重点介绍一下多结太阳能电池的基本。

  多结太阳能电池也叫做叠层太阳能电池，是将禁带宽度不同的半导体材料的PN结按照禁带宽度的递增自底向上的叠加起来，因为PN结太阳能电池只能吸收能量大于其禁带宽度的光子，这样排列，可以使高能量光子在上层的宽禁带PN结吸收，低能量的光子在下层窄禁带PN结吸收，这样选择性的吸收太阳光谱的不同区域，就能有效得提高太阳能电池的转换效率。多结太阳能电池的理想材料是化合物。目前研究成果比较多的是砷化镓砷化铝及其化合物，由于这两种化合物的晶格常数与锗相近，所以一般制作在锗的衬底上。目前实验室已经制作出多种三结太阳能电池，转换效率达到了29%[14],。不过由于工艺水平的限制，目前对于InGaN太阳能电池的制作相对 比较生疏，不过随着研究逐渐深入和试验，这方面的应用研究前景将会十分美好。