文档介绍：铜铟镓硒薄膜太阳能电池 1 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。 2 2005-2010 年薄膜太阳能电池 3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,,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. 4 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 5 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 CuInSe 2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,使用寿命长。 6 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 到 。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 7 最早对CI GS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CI S高效电池, 1981年。 sen等科学家用多源共蒸发的方法制备出了效率为 %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。历史历史 8 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优点 9 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。 10