太阳光子有足够的能量产生空穴-电子对)。由于功率是电压和电流的乘积，因此对于单结电池来说，会有一个最优的带隙，这将在理论上产生最高效的器件。如图8所示。11，最佳带隙(AM1处对应太阳直射)约为1.4 eV。因此晶体硅有一条带

晶体硅是12ev。回想一下，较高的带隙增加电压的代价是较低的电流(较小的一部分)

间隙太低，而a-Si有一个太高而不是最佳的。然而，事实证明，非晶硅有一种方便的特性，即与其他IV类元素制成的合金会引起带隙的改变。一般来说，在元素周期表中向上移动一行会增加带隙，而向下移动一行会减少带隙。参考表8中给出的元素周期表部分。

1、这个规则表明碳(硅的正上方)会比硅的带隙更高，而锗(硅的正下方)会有更低的带隙。将非晶硅的带隙从1.75 eV降低到1.4 eV的最佳带隙，表明硅合金中加入适量的锗(形成a-Si:H:Ge)有助于提高电池效率。事实就是这样。

然而，上述关于a-Si合金的讨论引出了一个更重要的机会。例如，当a-Si与碳合金化时，禁带间隙可以增加(约为2ev)，而当与锗合金化时，禁带间隙将减少(约为1.3 eV)。这表明通过不同合金的p - n结层压可以制备多结光伏器件。

多结细胞背后的想法是，当光子穿透细胞越来越深时，产生带隙减少的结。如图8.57a所示，顶部结应该捕获能量最高的光子，同时允许能量较低的光子通过到下面的下一个结，以此类推。在图8.57b中，一个非晶硅的例子，三结光伏器件显示了利用锗和碳增加或减少a-Si:H带隙的能力。

理想多结a- si:H电池的理论最大效率为42%，一些人估计实际可达到的效率约为24% (Carlson和Wagner, 1993)。到世纪之交，多结非晶硅模组的稳定效率几乎达到11%。

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