铜铟镓硒太阳能电池

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1、铜铟镓硒薄膜太阳能电池仅在数年以前，薄膜光伏技术在光伏产业中还只能用“微不足道”来形容，但在今天，其生产份额不断扩张。薄膜太阳能电池目前主要分为非晶硅薄膜太阳能电池、碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池、铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池三类。引言：2005-2010年薄膜太阳能电池薄膜电池与传统硅晶电池的比较传统硅晶电池：由硅晶体组成,电池主要部分易碎,易产生隐形裂纹,大多有一层钢化玻璃作为防护,造成重量大,携带不便,抗震能力差,造价高,效率或多或少降低薄膜电池：克服了上述缺点，重量轻,厚度薄.可弯曲,易携带,克服了上述缺点,但并没有传统硅晶电池转化效率高.

2、铜铟镓硒（CIGS）具有薄膜光伏的所有优点，性能稳定、抗辐射能力强，光电转换效率目前是各种薄膜太阳电池之首，接近于目前市场主流产品晶体硅太阳电池转换效率，成本却是其1/3。被国际上称为下一代的廉价太阳电池我们先来看另外一种物质，CuInSe2具有较大的化学组成区间,这意味着即使偏离定比组成1:1:2，该材料依然具有黄铜矿结构以及相似的物理和化学性质-再者CuInSe2甚至可以直接由其化学组成的调变得到,P型(Cu比例大)或N型"’(In比例大)而不必借助外加杂质以上两者使得CuInSe2具有非常优良的抗干扰,耐辐射能力0因而没有-光辐射引致性能衰退效应,使

3、用寿命长。why?CIGS就是在CuInSe2基础上掺杂Ca元素使Ca元素部分取代同族的In原子,通过调节Ca/(In+Ga)可以改变CIGS的带隙，调节范围为1.04到1.72。其结构仍然是黄铜矿结构和具有CuInSe2所具有的性能上的优点最早对ＣＩGＳ的基础性研究是在六十年代到八十年代,１９７４年，Ｗａｇｎｅｒ等人制备出了第一块ＣＩＳ高效电池，１９８１年。Ｒ．Ａ．Ｍｉｃｌｃｅｌｓｅｎ等科学家用多源共蒸发的方法制备出了效率为９．４％的多晶ＣｕｌｎＳｅ２薄膜太阳电池，８０年代中期，ＡＲＣＯ太阳公司首次利用溅射金属预制层硒化法制备出了适合商业开发的太阳电池。

4、历史1光吸收能力强　　CIGS太阳能电池由Cu（铜）、In（铟）、Ga（镓）、Se（硒）四种元素构成最佳比例的黄铜矿结晶作为吸收层，可吸收光谱波长范围广，除了晶硅与非晶硅太阳能电池可吸收光的可见光谱范围，还可以涵盖波长在700~1200nm之间的红外光区域，即一天内可吸收光发电的时间最长，CIGS薄膜太阳能电池与同一瓦数级别的晶硅太阳能电池相比，每天可以超出20%比例的总发电量优点2发电稳定性高由于晶硅电池本质上有光致衰减的特性，经过阳光的长时间暴晒，其发电效能会逐渐减退，而CIGS太阳能电池则没有光致衰减特性，发电稳定性高。晶硅太阳能电池经过较长一段时

5、间发电后，或多或少存在热斑现象，导致发电量小，增加维护费用，而CIGS太阳能电池能采用内部连接结构、可避免此现象的发生，较晶硅太阳能电池比所需的维护费用低。3转换效率高根据美国国家再生能源实验室(NationalRenewableEnergyLabs;NREL)所公布，目前太阳能电池转换效率最高可达20.2%，而业界最高纪录可达17%，普遍标准为12%。4成产成本低CIGS太阳能电池主要成本为玻璃基板与Cu（铜）、In（铟）、Ga（镓）、Se（硒）四种元素构成的原材料，其中玻璃只需采用一般建材所使用的钠玻璃，不需要使用太阳能专用超白玻璃或者薄膜导电玻璃。四

6、种金属元素不是贵重金属，而且每片电池板的CIGS吸收层所需膜层厚度不超过3μm（微米），原材料需求量不高，每片成本十分具有竞争力。5能源回收周期短太阳能电池是很好的可再生能源技术，可以解决我们人类的能源需求问题又不不污染环境，但是生产太阳能电池本身也需要消耗一定的能源。评估一个可再生能源装置是否真正环保，除了转换效率，更重要的是使用该装置所产生的再生能源，需要多长时间才能相当于当初生产时所消耗的能源总量，即所谓能换回收周期。根据美国能源总署（U.S.DepartmentofEnergy）研究，以30年寿命的太阳能装置为例，晶硅太阳能电池的回收期间为2~4年

7、，而薄膜太阳能电池为1~2年。换而言之，每一个太阳能发电系统，可享有26~29年真正无污染的期间，而采用CIGS太阳能无疑是最佳选择。缺点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。电池结构结构：由上到下依次为顶电极：具有透明导电性的铝掺杂氧化锌，缓冲层：本征氧化锌及硫化镉，吸收层：铜铟镓硒薄膜，背电极：金属钼，衬底：玻璃。工作原理图工作原理原理：阳光照在电池表面，穿过顶电极，缓冲层，被铜铟镓硒吸收产生截流子，在内建电场的作用下吸收层接近硫化镉区域，不同电荷的载流子分离，负电荷走向顶电极，正电荷走向背电极，由此，太阳能便源

8、源不断的转化为可供我们使用的电能，之所以具有较高的效率是因为铜铟镓