CIGS

CIGS簡(jiǎn)介

　　CIGS是太陽(yáng)能薄膜電池CuInxGa(1-x)Se2的簡(jiǎn)寫(xiě)，其具有穩(wěn)定性好、抗輻照性能好、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。小樣品CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的最高轉(zhuǎn)化效率2010年8月刷新為20.3%，由德國(guó)太陽(yáng)能和氫能研究機(jī)構(gòu)ZSW采用共蒸鍍法制備。大面積電池組件轉(zhuǎn)化效率及產(chǎn)量根據(jù)各公司制備工藝不同而有所不同，一般在10%~15%范圍內(nèi)。我國(guó)CIGS薄膜技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室階段，南開(kāi)大學(xué)光電子研究所在CIGS研究上處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到13%以上。

　　雖然CIGS電池具有高效率和低材料成本的優(yōu)勢(shì)，但他也面臨三個(gè)主要的問(wèn)題：（1）制程復(fù)雜，投資成本高（2）關(guān)鍵原料的供應(yīng)不足（3）緩沖層CdS具有潛在的毒性

ontent">銅銦鎵硒電池板

銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池板的制造

　　用交替濺射的方法制備銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池預(yù)置層。通過(guò)可變占空比的電源控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)Cu/Ga合金靶以及In靶濺射時(shí)間的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)最后元素配比的控制。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在一個(gè)濺射周期中，Cu/Ga合金靶濺射時(shí)間對(duì)最后成分影響最大，其次是In靶濺射時(shí)間，非濺射時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)成分也有影響。交替濺射制備的銅銦鎵硒預(yù)置層經(jīng)過(guò)XRD檢測(cè)，合金相主要為Cu11In9。

　　“濺射金屬預(yù)制層再硒化、硫化”所生產(chǎn)的CIGS薄膜太陽(yáng)電池是目前世界上技術(shù)最先進(jìn)、工業(yè)化生產(chǎn)最成熟的第二代光伏產(chǎn)品。CIGS薄膜是由銅、銦、硒等金屬元素組成的直接帶隙化合物半導(dǎo)體材料，其對(duì)可見(jiàn)光的吸收系數(shù)為所有薄膜電池材料中最高的，而原材料的消耗卻遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)晶體硅太陽(yáng)電池。與高效率高成本的晶體硅太陽(yáng)電池和低效率低成本的非晶硅太陽(yáng)電池相比，CIGS太陽(yáng)電池具有高效率低成本長(zhǎng)壽命的多重優(yōu)勢(shì)，是最有希望降低光伏發(fā)電成本的高效薄膜太陽(yáng)電池，并且它可以充分利用我國(guó)豐富的銦資源，是真正符合國(guó)家法規(guī)鼓勵(lì)條款的適合中國(guó)國(guó)情的可再生能源技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景。

銅銦鎵硒太陽(yáng)能薄膜電池的構(gòu)造　　

　　襯底為覆有Mo層的鈉鈣玻璃，一般采用直流磁控濺射法沉積Mo鉬作為支持層。而CIGS薄膜的生長(zhǎng)則采用三步共蒸發(fā)。再采用水浴法沉積CdS薄膜，接著濺射雙層的ZnO薄膜，再用電子束蒸發(fā)制備N(xiāo)i/Al電極，最后上面再覆蓋一層增透膜MgF2。

銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池板的應(yīng)用

　　銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池具有生產(chǎn)成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特點(diǎn)，光電轉(zhuǎn)換效率居各種薄膜太陽(yáng)能電池之首，接近晶體硅太陽(yáng)電池，而成本則是晶體硅電池的三分之一，被國(guó)際上稱為“下一時(shí)代非常有前途的新型薄膜太陽(yáng)電池”。此外，該電池具有柔和、均勻的黑色外觀，是對(duì)外觀有較高要求場(chǎng)所的理想選擇，如大型建筑物的玻璃幕墻等，在現(xiàn)代化高層建筑等領(lǐng)域有很大市場(chǎng)。

　　銅銦鎵硒電站的建設(shè)已經(jīng)達(dá)到兆瓦級(jí)水平，據(jù)瑞士的SolarMax光伏并網(wǎng)逆變器公司提供的資料，2008年9月在西班牙建成了的3.24兆瓦銅銦鎵硒電站，并成功運(yùn)行。這必將加快CIGS的商業(yè)應(yīng)用。

　　銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池板也可做成柔性，其均勻的顏色和穩(wěn)定的性能，更加適合與建筑一體化的應(yīng)用。