效率与成本问题一直是制约太阳电池大规模应用的瓶颈。为有效降低太阳电池成本，当前的研究工作主要集中在两个方面。一方面是优化器件结构；另一方面是降低材料成本。晶体硅薄膜太阳电池可将以硅片为基础的晶硅电池的工艺优点与成本降低有效的结合起来，因此成为高效、价廉、高稳定性太阳电池发展的主要方向之一。当晶硅薄膜电池衬底材料的成本和薄膜沉积工艺的成本低于体硅电池的成本时，它才能成为经济上可行的能源供给方式。目前，国内外还没有建立成熟的晶硅薄膜太阳电池衬底及器件的工艺技术。 论文就此问题，以获得高材料性能和更低工艺成本为目标，提出在廉价的颗粒硅带衬底上制备晶硅薄膜太阳电池的技术路线。通过颗粒硅带上衬底材料制备、低成本衬底上的薄膜沉积工艺以及器件性能的系统研究，确立颗粒硅带及优质硅薄膜的优化制备工艺条件，建立低成本晶硅薄膜太阳电池关键工艺技术，设计并制备了工艺简单、器件性能稳定的晶硅薄膜太阳电池。本论文主要研究内容及结果可概述如下。 1．首先，综述了晶硅薄膜太阳电池的产业化及研究状况；结合本文研究内容，以能带论为依据着重阐述硅薄膜太阳电池光电转换相关的晶态、非晶态硅材料基本理论与实验方法，主要包括半导体硅材料光学性质、电输运、晶界电特性、杂质的工艺与物理相关性以及晶硅薄膜太阳电池原理。 2．优化颗粒硅带多晶硅衬底材料制备工艺，对材料结构、杂质以及电学性能进行表征。采用正交设计的实验方法优选显著性因素、确定工艺参数，利用扫描电镜、x射线衍射分析、俄歇能谱以及四探针电阻仪等现代测试方法研究颗粒硅带材料特性，阐述颗粒硅带微观结构的各种非理想性因素，着重讨论颗粒硅带衬底材料的器件支撑、提供背面场和籽晶生长基础等作用。对颗粒硅带制备技术的关键问题进行研究并从工艺和器件结构的角度提出解决方案。 3．分别采用快热化学气相沉积多晶硅薄膜和等离子增强化学气相沉积微晶硅薄膜的两种工艺路线，进行多晶硅薄膜以及微晶硅薄膜电池材料的制备和光电性能研究。对照两种工艺路线对颗粒硅带衬底的适用性，讨论颗粒硅带表面平整度对器件光电转换效率的影响及其与器件结构的关系。 4．制备了颗粒硅带衬底上的多晶硅薄膜太阳电池，面积为1cm<2>的太阳电池的光电转换效率达到6.05％。实验结果表明多晶硅薄膜外延沉积工艺对颗粒硅带衬底的晶格匹配、热膨胀系数、杂质浓度、表面平整度的要求相对较高。设计并采用新颖的器件结构以规避表面平整度对载流子收集产生的重要影响以及高温工艺导致杂质扩散的影响。 5．在带有透明导电薄膜的浮法玻璃和颗粒硅带衬底上分别进行了微晶硅薄膜pin结构太阳电池的制备实验。在5x5cm<2>的颗粒硅带衬底上得到的微晶硅薄膜太阳电池转换效率2.2％，开路电压高达737.1mV。展现了颗粒硅带上硅薄膜太阳电池的应用可能性和开发价值。