CIGS薄膜太阳能电池

薄膜太阳能电池简介

　　为了寻找单晶硅电池的替代品，人们除了开发多晶硅外，又不断研制其它材料的太阳能电池，其中主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉、铜锢硒及铜铟镓硒薄膜电池等。其中铜铟镓硒薄膜太阳能电池由于其优越的综合性能，已成为全球光伏领域研究热点之一。

　　薄膜太阳电池可以使用价格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金属片等不同材料当基板来制造，形成可产生电压的薄膜。薄膜太阳能电池除了平面之外，也因为具有可挠性可以制作成非平面构造。其应用范围大，可与建筑物结合或是变成建筑体的一部份，应用非常广泛。　

CIGS薄膜太阳能电池简介

　　以铜铟镓硒为吸收层的高效薄膜太阳能电池，简称为CIGS薄膜太阳能电池，其典型结构是：Glass/Mo/CIGS/ZnS/ZnO/ZAO/MgF2（多层膜典型结构：金属栅/减反膜/透明电极/窗口层/过渡层/光吸收层/背电极/玻璃）。　　

　　CIGS薄膜太阳能电池组成可表示成Cu(In1-xGax)Se2的形式，具有黄铜矿相结构，是CuInSe2和CuGaSe2的混晶半导体。

　　小样品CIGS太阳能电池的最高转化效率2010年8月刷新为20.8%，由德国太阳能和氢能研究机构ZSW采用同步蒸发法制备。大面积电池组件转化效率及产量根据各公司制备工艺不同而有所不同，一般在10%~15%范围内。我国CIGS薄膜技术还处于实验室阶段，南开大学光电子研究所在CIGS研究上处于国内领先水平，转换效率可达到13%以上。

CIGS薄膜太阳能电池的优点与不足

CIGS薄膜太阳能电池的优点

　　材料吸收率高，吸收系数高达105量级，直接带隙，适合薄膜化，电池厚度可做到2~3微米，降低昂贵的材料成本

　　光学带隙可调，调制Ga/In比，可使带隙在1.0~1.7eV间变化，可使吸收层带隙与太阳能光谱获得最佳匹配

　　抗辐射能力强。通过电子与质子辐照、温度交变、振动、加速度冲击等试验，光电转换效率几乎不变，在空间电源方面有很强的竞争力

　　稳定性好，不存在很多电池都有的光致衰退效应

　　电池效率高。小面积可达19.9%，大面积组件可达14.2%

　　弱光特性好，对光照不理想的地区尤显其优异性能

CIGS薄膜太阳能电池的不足

　　虽然CIGS电池具有高效率和低材料成本的优势，但它也面临三个主要的问题：（1）制程复杂，投资成本高（2）关键原料的供应不足（3）缓冲层CdS具有潜在的毒性

铜铟镓硒太阳能电池的应用

　　铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特点，光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首，接近晶体硅太阳电池，而成本则是晶体硅电池的三分之一，被国际上称为“下一时代非常有前途的新型薄膜太阳电池”。此外，该电池具有柔和、均匀的黑色外观，是对外观有较高要求场所的理想选择，如大型建筑物的玻璃幕墙等，在现代化高层建筑等领域有很大市场。

　　铜铟镓硒电站的建设已经达到兆瓦级水平，据瑞士的SolarMax光伏并网逆变器公司提供的资料，2008年9月在西班牙建成了的3.24兆瓦铜铟镓硒电站，并成功运行。这必将加快CIGS的商业应用。

　　铜铟镓硒太阳能电池板也可做成柔性，其均匀的颜色和稳定的性能，更加适合与建筑一体化的应用。

相关生产及设备制造企业

        MANZ集团；汉能控股集团

        MANZ集团，又名：亚智。总公司位于德国罗伊特林根城，是一家全球领先的高科技设备制造商。1987年成立的Manz公司，涵盖的技术领域包含自动化、激光工艺、真空镀膜、电极印刷、测试与检测及化学湿制程，这些核心技术将应用于Manz在“显示器”、“太阳能”及“电池”三大策略领域的技术扩展，并将在未来持续向前發展。

　　2010年夏季，Manz与Würth Solar于德国Schwbisch Hall签订了一项共同合作协议，该协议授权Manz独家获得薄膜太阳能模块的CIGS专有技术。在2012年1月完成收购其CIGS太阳能模组创新生产线后，CIGS技术执照将会无限制地全数转移。正因为这一协议，Manz是全球唯一可供应完整可量产并获利的CIGS太阳能电池组件交钥匙生产线制造商。此外，Manz拥有全球产业最大的CIGS专家团队可供调度支配。