關於CIGS薄膜太陽能電池

自二十世紀七十年代起步以來,就受到人們的普遍重視，發展非常迅速，已成為國際光伏界的研究熱點，很有希望成為未來光伏電池的主流產品。由於它具有：禁帶寬度可調整範圍大、光吸收率高、製造成本低、抗輻射能力強、轉換效率高、電池性能穩定、無衰退性等優點，適合各種地面和空間應用，尤其適用於航空領域。

CIGS薄膜太陽能電池的特點

• 　　低成本

  CIGS電池採用了廉價的Na-Lime玻璃做襯底，採用濺射技術為製備的主要技術，這樣Cu,In,Ga，Al，Zn的耗損量很少，對大規模工業生產而言，如能保持比較高的電池的效率，電池的價格以每瓦計算會比相應的單晶硅和多晶硅電池的價格低得多。

• 高效率

  禁帶寬度（1.1eV）適於太陽光的光電轉換；容易形成固溶體以控制禁帶寬度的特點，目前實驗室樣片效率達到18.8％。

  Advertisements

• 可大規模生產

  近二十年的研究表明，CIGS電池的界面是化學穩定的；亞穩態缺陷對載流子有正面的影響；而Cu漂移是可逆的，它的漂移緩解了在材料中的化學勢產生的缺陷梯度，這種適應性使其有很好的抗輻照和抗污染能力，從而具備大規模生產的優勢。

CIGS薄膜電池的異質結機理

• 　　CIGS電池的實質：窗口-吸收體結構的異質p-n結太陽能電池

  

CIGS薄膜太陽能電池的優點

• 　　材料吸收率高,吸收係數高達105量級，直接帶隙，適合薄膜化，電池厚度可做到2~3微米，降低昂貴的材料成本；

  　　光學帶隙可調，調製Ga/In比,可使帶隙在1.0~1.7eV間變化,可使吸收層帶隙與太陽光譜獲得最佳匹配；

  　　抗輻射能力強，通過電子與質子輻照、溫度交變、振動、加速度衝擊等試驗,光電轉換效率幾乎不變.在空間電源方面有很強的競爭力；

  Advertisements

  　　穩定性好，不存在很多電池都有的光致衰退效應；

  　　電池效率高，小面積可達19.9%，大面積組件可達14.2%；

  　　弱光特性好，對光照不理想的地區猶顯其優異性能。

CIGS薄膜太陽能電池的製備

• 　　CIGS薄膜太陽能電池的底電極Mo和上電極n-ZnO一般採用磁控濺射的方法,工藝路線比較成熟。

  　　最關鍵的吸收層的製備有許多不同的方法，這些沉積製備方法包括:蒸發法、濺射后硒法、電化學沉積法、噴塗熱解法和絲網印刷法。

  

  　　襯底溫度保持在約350 ℃左右，真空蒸發In，Ga，Se三種元素，首先製備形成(In，Ga)Se預置層。

  　　將襯底溫度提高到550一580℃，共蒸發Cu，Se，形成表面富Cu的ＣＩＧＳ薄膜。

  　　保持第二步的襯底溫度不變，在富Cu的薄膜表面再根據需要補充蒸發適量的In、Ga、Se，最終得到ＣｕＩｎ１－ｘＧａｘＳｅ２的薄膜。

更多內容可以關注集邦新能源網微信號：energytrend