铟矿资源报道之二——铜铟镓硒（CIGS）薄膜电池行业
一、薄膜电池行业概述
由于晶体硅电池成本长期处于高位，业内一直通过提升电池转换效率、降低硅片切割厚度等技术来降低成本。与此同时，薄膜电池作为第二代太阳能电池逐渐受到行业关注并增长迅速。
图1：光伏电池分类
关于光伏电池未来的发展趋势：晶体硅电池随着工艺的不断改进、成本的持续下降，短期内依然处于主导地位。而薄膜涂层电池由于其低成本的特点，其在转换效率方面还有提升的空间，未来市场份额势必会有明显的增长。而从市场预测情况来看，未来薄膜电池中CIGS薄膜电池的增速最为明显。
1 CIGS 薄膜电池概况
CIS是CuInSe2的缩写，是一种Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族三元化合物半导体材料。由于它对可见光的吸收系数非常高，所以是制作薄膜太阳电池的优良材料。以P型铜铟硒(CuInSe2)和N型硫化镉(CdS)做成的异质结薄膜太阳电池具有低成本，高转换效率和近于单晶硅太阳电池的稳定性。近年研究将Ga替代CIS材料中的部分In，形成CuIn1-xGaxSe2(简称CIGS)四元化合物。由ZnO/CdS/CIGS结构制作的太阳电池有较高的开路电压，转换效率也相应地提高了许多。CIGS电池在实验室已经达到19.9%的转换率，远高于其他薄膜电池。
二、CIGS薄膜电池优势
1 薄膜电池的低成本优势所在，相对于晶硅电池材料成本便宜
薄膜电池相对于晶硅电池最大的优势在于成本，在前几年多晶硅价格处于高位的时候，薄膜电池的成本优势更为明显。通过我们前面的分析也可以看出，即使在近期多晶硅大幅下降的情况下，薄膜电池的成本优势依然明显。
CIGS薄膜电池具备相对于晶硅电池的成本优势，CIGS电池采用了廉价的玻璃做衬底，采用溅射技术为制备的主要技术，这样Cu，In，Ga，Al，Zn的耗损量很少。而对大规模工业生产而言，如能保持比较高的电池的效率，电池的价格以每瓦计算会比相应的单晶硅和多晶硅电池的价格低得多。
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CIGS薄膜太阳能电池研究现状与发展前景
摘要：太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源正在得到迅速的发展与应用，目前在世界各国都得到了广泛的研究。本文介绍了太阳能电池发展的背景、太阳能电池分类；并着重介绍了CIGS薄膜太阳能电池的制备工艺方法，分析总结了其研究发展现状与发展前景。
关键词：太阳能电池；CIGS；薄膜；发展前景
0引言
能源是人类社会经济发展的重要物质基础，是生产力飞跃的主要动力源泉0。随着传统化石能源逐渐耗尽引起的能源危机，以及化石燃料燃烧引起的温室气体、氮氧化物等环境污染的日趋严重。从人类社会可持续发展的角度考虑，能源产业出现了两大发展趋势：其一是在传统能源中寻找清洁、高效的能源利用方式，但是这并不能从根本上解决世界能源短缺的问题；其二是积极寻找并开发、使用新能源和可再生能源，这是人类能源可持续发展的最终选择。理想的新能源和可再生能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。
太阳能是最理想的新能源。它是各种可再生能源中最重要的基本能源。生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能。太阳能存在许多优点：太阳能随处可得，数量巨大，无需运输；取之不尽，用之不竭的可再生性；既清洁又安全、无污染，也不会影响生态环境。太阳能发电可以将太阳光能直接转化为电能，是太阳能利用研究中最重要的研究领域之一。0
太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源，全球年能量消耗的总和只相当于太阳40分钟内投射到地球表面的能量。为了保证人类发展所需能源的持久供应，减轻环境污染、生态破坏对人类日益加剧的危害，使经济、社会走上可持续发展之路，世界各国特别是发达国家对于光伏发电技术十分重视，将其摆在可再生能源开发的首位，制定规划，采取措施，增加投入，大力发展0。我国也在这方面非常重视，发展新能源和可再生能源，并把光伏发电作为未来能源的希望。
1.太阳电池的工作原理及光谱吸收
CIGSnews
我国CIGS薄膜电池产业化现状
(2022-10-1019:25:07)
CIGS电池具有性能稳定、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（优势及特点见表一），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。正是因为其性能优异被国际上称为下一代的廉价太阳电池，无论是在地面阳光发电还是在空间微小卫星动力电源的应用上具有广阔的市场前景。而且，CIGS电池具有与多晶硅太阳能电池接近的效率，具有低成本和高稳定性的优势，并且产业化瓶颈已经突破，在晶体硅太阳能电池原材料短缺的不断加剧和价格的不断上涨背景下，很多公司投入巨资，CIGS产业呈现出蓬勃发展的态势。
中投顾问最新出版的中国CIGS薄膜电池报告显示，目前全球有30多家公司置身于CIGS产业，但真正进入市场开发的公司只有德国的Wuerth（伍尔特）、Surlfulcell，美国的GlobalSolarEnergy，日本的Honda、ShowaSolarShell（见表二）。2006年、2007年世界CIGS电池组件产能分别为17.5MW、60.5MW，在世界光伏市场上占据的份额很小。
我国目前CIGS薄膜电池研发现状
在国内，CIGS薄膜电池的研究是从上个世纪80年代开始起步的，与国际上研究开发的力度和规模相比较，国内对CIGS薄膜太阳能电池的研究几乎微不足道，以自然科学基金和国家863计划为主的基础研究资金投入不足300万元人民币，相关基础研究水平较低，国内目前达到的实验室最高光电转化率仅为8%~9%。 大约在2001年以前国内从事CIGS薄膜太阳能电池研究的单位极少，稍有影响的是天津南开大学光电子所和清华大学机械工程系功能薄膜研究室，之后北京大学重离子实验室、清华大学材料科学与工程系、中国科技大学、内蒙古大学、云南师范大学、地质大学等也开始开展CIS系太阳能电池的研究。由于当时国家投入经费少，电池技术难度大，只有南开大学在天津市自然科学基金与国家科技攻关少量计费资助下维持了下来，在“十五”期间，铜铟硒太阳电池被列入国家863重点课题，使这种电池在我国有了长足发展。目前南开大学现以建设0.3MW中试线，并制备出30cm某30cm效率为7%的集成组件样品。2022年2月，山东孚日光伏科技有限公司宣布与德国的Johanna合作，独家引进了中国首条CIGSSe（铜铟镓硫硒化合物）商业化生产线。
传感器与微系统（TransducerandMicrosystemTechnologies）2011年第30卷第4期
CIGS太阳能电池中薄膜材料电阻率的研究
钱群，张丛春，杨春生，丁桂甫
（上海交通大学微纳科学技术研究院微米/纳米加工技术国家重点实验室，薄膜与微细技术教育部重点实验室，上海200240）
摘要：研究了减小CIGS太阳能电池中Mo，CIGS，n-ZnO三层薄膜电阻率的溅射工艺方法，以达到减小电池串联电阻的目的。改变工艺参数制备不同样品并对其进行测试分析，得到了溅射气压、衬底温度、退火工艺对电阻率和薄膜微观形貌的影响。证明了采用双层溅射法制备的Mo、低气压、衬底加热、溅射后退火得到的CIGS以及3～5Pa下制备的n-ZnO都有较好的薄膜质量和较低的电阻率。关键词：太阳能电池；CIGS；溅射；电阻率中图分类号：O472文献标识码：A文章编号：1000—9787（2011）04—0022—03
Studyonelectricresistivityofthinfilmmaterialsfor
GIGSsolarcell
QIANQun，ZHANGCong-chun，YANGChun-sheng，DINGGui-fu（NationalKeyLaboratoryofMicro/NanoFabricationTechnology，KeyLaboratoryforThinFilmandMicrofabricationTechnologyofMinistryofEducation，ResearchInstituteofMicro/NanoScienceandTechnology，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China）
Abstract：Inordertoreduceelectricresistivityofthree-layerthinfilmmaterialsandfinallyreduceseriesresistanceofCIGSsolarcell，improvementsofsputteringtechnicsforMo，CIGSandn-ZnOhavebeeninvestigated．Differentsamplesarepreparedatdifferentfabricatingconditions．Theinfluencesofsputteringairpressure，substratetemperatureandannealtechniqueonelectricresistivityandmicrostructurearegivenbyanalyzingtestresults．IthasbeentestifiedthatMogainedbydouble-layersputtering，CIGSgainedatlowsputteringairpressurewithsubstrateheatedandthenannealed，n-ZnOgainedwhensputteringpressureisaround3～5Pahaverelativelybetterqualityandlowerelectricresistivity．Keywords：solarcell；CuIn（1-x）GaxSe2（CIGS）；sputtering；electricresistivity
