文档介绍：CIGS薄膜太阳能电池介绍
二、铜铟硒(CIS)薄膜太阳能电池介绍
三、铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池介绍
学术界和产业界普遍认为太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池,第三代太阳能电池就是铜铟镓硒CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池及薄膜Si系太阳能电池。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池是多元化合物薄膜电池的重要一员,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。
按
制
备
材
料
的
不
同
硅基太阳能电池
多元化合物薄膜
太阳能电池
有机聚合物太阳
能电池
纳米晶太阳能电池
主要:GaAs CdS CIGS
目前,综合性能最好
的薄膜太阳能电池
硅基太阳能电池
多元化合物薄膜
太阳能电池
有机聚合物太阳
能电池
硅基太阳能电池
多元化合物薄膜
太阳能电池
纳米晶太阳能电池
有机聚合物太阳
能电池
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太阳能电池
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太阳能电池
目前,综合性能最好
的薄膜太阳能电池
主要:GaAs CdS CIGS
目前,综合性能最好
的薄膜太阳能电池
主要:GaAs CdS CIGS
目前,综合性能最好
的薄膜太阳能电池
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纳米晶太阳能电池
有机聚合物太阳
能电池
多元化合物薄膜
太阳能电池
主要:GaAs CdS CIGS
目前,综合性能最好
的薄膜太阳能电池
一、第三代太阳能电池
二、铜铟硒(CIS)薄膜太阳能电池介绍
简介
铜铟硒太阳能薄膜电池(简称铜铟硒电池)是在玻璃或其它廉价衬底上沉积若干层金属化合物半导体薄膜,薄膜总厚度大约为2-3微米,利用太阳光发电。铜铟硒电池具有成本低、性能稳定、抗辐射能力强等特性,光电转换效率目前是各种薄膜太阳电池之首,正是由于其优异的性能被国际上称为下一时代的廉价太阳能电池,吸引了众多机构及专家进行研究开发。但因为铜铟硒电池是多元化合物半导体器件,具有复杂的多层结构和敏感的元素配比,要求其工艺和制备条件极为苛刻,目前只有美国、日本、德国完成了中试线的开发,但尚未实现规模化生产。
突出特点:CIS 太阳电池有转换效率高、制造成本低、电池性能稳定三大突出的特点。
转换效率高
,通过掺入适量的Ga(镓)以替代部分In,成为Cu In1= xGaxSe2 (简称CIGS) 混溶晶体,~ eV 范围内调整,这就为太阳电池最佳带隙的优化提供了新的途径。所以, C IS (C IGS)是高效薄膜太阳电池的最有前途的光伏材料。美国NREL 使用三步沉积法制作的C IGS %,是薄膜太阳电池的世界纪录。
制造成本低
吸收层薄膜CuInSe2是一种直接带隙材料,光吸收率高达105量级,最适于太阳电池薄膜化,电池厚度可以做到2~3Lm,降低了昂贵的材料消耗。CIS 电池年产1. 5MW,其成本是晶体硅太阳电池的1/ 2~1/3,能量偿还时间在一年之内,远远低于晶体硅太阳电池。
电池性能稳定
美国波音航空公司曾经制备91cm2的C IS 组件,%。100MW/cm2光照7900 h 后发现电池效率没有任何衰减,西门子公司制备的CIS电池组件在美国国家可再生能源实验室(NREL ) 室外测试设备上,经受7年的考验仍然显示着原有的性能。
三、铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池介绍
以铜铟镓硒为吸收层的高效薄膜太阳能电池,简称为铜铟镓硒电池CIGS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。
CIGS的晶体结构
CuInSe2黄铜矿晶格结构
CuInSe2复式晶格:a=,c=
直接带隙半导体,其光吸收系数高达105/cm量级
通过掺入适量的Ga以替代部分In,形成CulnSe2和CuGaSe2的固熔晶体
Ga的掺入会