铜铟镓硒薄膜太阳能电池的现状及未来
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碲化镉与铜铟镓硒对比报告主要特点对比注:科技发展迅速,数据可能不精准。
薄膜光伏太阳能电池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薄膜太阳能电池。
薄膜光伏太阳能电池(TF PV)已经是光伏技术中最耀眼的一员,其生产份额不断扩张。
TF PV以其低成本、低重量和灵活性而发展。
TF PV太阳能电池有几种不同种类,包括铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能板和碲化镉(CdTe)太阳能板。
根据《走向成功的薄膜光伏》和《薄膜、有机、可印刷光伏市场:2007-2015》研究报告中的预测,由于采用简单印刷和roll-to-roll(R2R)制造工艺降低了成本,新产能的增加,以及通过技术改进提高了效率,这些都将使得TF PV成为市场的主要角色,TF PV太阳电池将取代目前市场上由传统的晶硅制造的PV面板而成为主流技术。
铜铟镓硒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。
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Global Solar Energy,日本的Honda(本田)、Showa Solar Shell。
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。
中国的CIGS产业远远落后于欧美和日本等国家和地区,南开大学以国家“十五”“863”计划为依托,建设0.3MW中试线,现已制备出30cm×30cm效率为7%的集成组件样品。
2008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。
太阳能技术的发展现状与未来趋势太阳能作为一种清洁、可再生的能源,近年来受到了越来越多的关注。
它不仅可以减少对传统化石能源的依赖,还可以降低对环境的污染。
目前,太阳能技术已经取得了一些突破性进展,并呈现出明显的发展趋势。
首先,光伏发电技术是太阳能技术的重要组成部分。
光伏发电利用光电效应将太阳能转化为电能,已经成为目前应用最广泛的太阳能利用方式之一。
随着太阳能电池的研发不断进步,光电转换效率也在不断提高。
传统的硅基太阳能电池已经取得了较高的转换效率,但是其制造成本还相对较高。
因此,研究人员正在积极探索新型的太阳能电池材料,如有机太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池等,以提高太阳能电池的转换效率和降低制造成本。
其次,太阳能光热技术也具有重要的应用前景。
太阳能光热技术利用太阳能将光能转化为热能,广泛应用于水加热、房屋供暖和工业生产等领域。
目前,太阳能光热技术的研究集中在提高集热器的效率和传输热能的方式上。
一些新型的集热器材料如聚合物材料、纳米材料等,具有较高的吸收率和热传导性能,可以提高太阳能光热系统的效率。
此外,太阳能光热技术还可以与传统的燃煤、燃气发电等方式相结合,实现能源的综合利用。
未来,太阳能技术的发展趋势主要集中在以下几个方面。
首先,研究人员将继续改进太阳能电池的效率和稳定性,以提高光伏发电系统的整体性能。
例如,采用多晶硅、钙钛矿等新型电池材料,能够显著提高光伏发电的效率和稳定性。
同时,通过优化光伏组件的设计和安装方式,进一步提高太阳能电池的利用率。
其次,太阳能光热技术将实现更广泛的应用。
随着集热器材料的不断改进和热能传输技术的创新,太阳能光热系统将成为水加热、空调供暖、工业生产等领域的主要能源供应方式。
特别是在光热发电领域,通过优化光热发电系统的设计和运行,提高光热发电的效率和可靠性,可以实现太阳能的大规模利用。
此外,太阳能储能技术也是未来的发展方向之一。
由于太阳能的不稳定性,储能是解决夜间或阴天无法产生电能的关键。
铜铟镓硒应用场景-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铜铟镓硒(CIGS)是一种复合半导体材料,由铜、铟、镓和硒元素组成。
这种材料具有优异的光电性能和热稳定性,因此在人们的关注下,被广泛应用于太阳能电池领域。
CIGS太阳能电池是一种高效率、薄膜型的太阳能电池。
相较于普通硅太阳能电池,CIGS太阳能电池具有更高的光电转换效率,更好的光吸收能力和较高的能量转换效率。
这使得CIGS太阳能电池在太阳能发电系统中具有更广泛的应用前景。
除了太阳能电池领域,CIGS材料还可应用于其它领域。
例如,在光电器件中,CIGS薄膜可以制成高性能的光电二极管、光探测器和光调制器等。
此外,CIGS材料还可用于制备光电导体、柔性电子器件和光催化剂等。
随着节能环保理念的不断提升,CIGS作为一种绿色材料,逐渐受到人们的关注和重视。
其在太阳能领域的广泛应用和其他领域的潜力开发,将为可再生能源和高效能源利用做出积极的贡献。
本文将针对CIGS材料的应用场景进行深入的探讨和研究。
接下来将重点介绍CIGS在太阳能电池、光电器件和其它领域的应用,以及这些应用的优势和潜在的挑战。
通过对CIGS材料的全面了解,我们能够更好地认识到它在现代科技领域的巨大价值,并推动其在未来的进一步发展和应用。
1.2文章结构2. 正文2.1 应用场景12.2 应用场景22.3 应用场景32.4 应用场景4文章结构部分的内容:本文将从不同的角度介绍铜铟镓硒(CIGS)的应用场景。
首先,将探讨CIGS在太阳能领域的应用,包括光伏发电和太阳能照明系统。
其次,将介绍CIGS在电子设备中的应用,如高性能薄膜晶体管、薄膜电池和柔性显示器。
然后,将介绍CIGS在光催化和光电催化领域的应用,如水分解和有机污染物降解。
最后,将探讨CIGS在传感器和医疗设备中的应用,如生物传感器和人工智能健康监测设备。
通过对这些应用场景的探讨,可以更好地了解CIGS在不同领域中的优势和潜力。
文章1.3 目的部分的内容可以如下所示:目的:本文旨在探讨铜铟镓硒材料的应用场景,进而展示其在不同领域的潜在价值和发展前景。
太阳能电池技术的新进展与发展趋势随着世界各国对可再生能源的需求与日俱增,太阳能电池技术得到了快速发展和推广。
太阳能电池是一种将太阳光转化为电能的装置,其关键在于光电效应和半导体材料的选择。
目前,太阳能电池技术的新进展和发展趋势主要集中在以下几个方面。
一、光电转化效率的提高目前市场上常见的太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、铜铟镓硒(CIGS)、无机有机杂化钙钛矿等几种。
其中,单晶硅因其高转化效率和稳定性得到了广泛应用,但也存在成本较高的问题。
而CIGS电池由于材料稳定性不佳导致其寿命较短,而钙钛矿电池则由于其复杂的制备过程和材料稳定性仍在研究之中仍未广泛应用。
因此,研究人员一直努力寻找新的太阳能电池材料,以提高光电转化效率和降低成本。
最新的研究表明,通过使用双折射晶体材料可提高光电转化效率,这是一种容易得到的材料,可以从全球范围内获得。
二、柔性太阳能电池的研发与应用随着可穿戴设备和智能手机等市场的逐渐发展,柔性电子和柔性太阳能电池也逐渐成为研究热点。
与传统太阳能电池不同,柔性太阳能电池可以在较小的空间内拥有更大的接触面积,并可以更自适应地适应曲面形状。
同时,柔性太阳能电池的制备和加工流程也更加简单和直观,可以通过印刷、喷涂等方式来大规模生产,具有广阔的应用前景。
在这方面,目前最有前景的材料是有机聚合物、纳米材料和二维材料等。
柔性太阳能电池同样可以与锂离子电池进行集成,产生更加高效、轻量级、柔性的电池,以适应不同的应用场景。
三、太阳能光伏与储能一体化随着能源消费结构的转型和可再生能源的推广,太阳能发电已成为我们未来主要的能源来源之一。
与此同时,随着储能技术的不断成熟,太阳能光伏与储能一体化系统越来越受到瞩目与关注。
太阳能光伏系统的储能模式主要分为两种:一是直接将太阳能转化为电能,存储在电池组中,再供给家庭或商业等场所的用电。
二是将电能通过电力网直接输出,并从电力网中购买所需电量。
随着可再生能源的不断普及,太阳能光伏和储能系统的相关研究也在不断展开,预计未来几年内会有更多的技术采用太阳能光伏系统进行储能。
光伏发电技术的现状分析与前景展望光伏发电技术,通过将太阳能转化成电能,是一种绿色的清洁能源,近年来备受关注。
在全球气候变暖的压力下,越来越多的国家开始采用光伏发电技术,寻求更加环保和可持续的能源。
本文将对光伏发电技术的现状进行分析,并展望其未来前景。
一、光伏发电技术的现状光伏发电技术的应用已经有几十年的历史。
近年来,由于技术越来越成熟,成本越来越低廉,光伏发电技术的市场份额逐渐增加。
根据国际能源署(IEA)的数据,2018年全球光伏发电装机容量增长了24%,达到了480 GW。
其中,中国是全球最大的光伏市场,2018年光伏发电装机容量已经达到了175 GW,占全球总装机容量的36%。
随着技术的不断升级和优化,光伏发电设备的效率也越来越高。
根据世界能源理事会(WEC)的数据,标准晶体硅太阳能电池的转换效率已经从20%提高到了23%,而先进的铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池的效率也已经达到了21%。
除了设备的性能不断提高外,政策的支持也是促进光伏发电技术发展的重要因素。
很多国家都出台了鼓励可再生能源的政策,如太阳能补贴、减税、发电配额等。
例如,欧盟的2030气候目标规定,至少32%的最终能源消费应该由可再生能源产生。
在这种政策环境下,光伏发电技术得到了越来越多的关注和支持。
二、光伏发电技术的前景由于技术的不断创新和政策的支持,光伏发电技术的前景非常广阔。
以下是几个展望:1.成本将继续下降随着技术的不断进步,光伏发电设备的生产效率和产量都将不断提高,成本也将随之降低。
根据IEA的分析,到2030年,光伏发电的成本将减少约25-50%,到2050年则将减少约30-60%。
2.容量将持续增加随着技术的不断进步和政策的支持,光伏发电装机容量将持续增加。
IEA预测,到2040年,全球光伏发电装机容量将达到约7000 GW,足以满足约16亿家庭的用电需求。
3.组件的灵活性和多功能性将增强随着技术的发展,光伏发电组件的灵活性和多功能性也将逐渐提高。
太阳能光伏发电技术现状及改进措施随着全球能源危机的加剧和环保意识的提高,太阳能光伏发电已成为重要的发展方向。
目前,太阳能光伏发电技术的应用范围非常广泛,主要包括家庭和企业使用的小型光伏发电系统以及大型光伏电站。
在太阳能光伏发电技术中,主要使用的是硅材料,约占太阳能电池市场的90%以上。
其他材料如铜铟镓硒(CIGS)、有机材料等也已有不同程度的应用,但规模还较小。
此外,太阳能电池的转换效率也在不断提高。
目前实验室中的太阳能电池已经达到了46%的高转换效率,而市场上的太阳能电池转换效率则在15%~25%之间。
另一方面,随着太阳能光伏发电市场的扩大,太阳能光伏组件的成本也在不断降低。
根据国际能源署的报告,太阳能光伏发电已经成为世界上最便宜的电力形式之一。
虽然目前太阳能光伏发电技术已经取得了很大的成果,但仍然存在一些问题需要解决。
以下是目前太阳能光伏发电技术的改进措施:1. 提高太阳能电池的转换效率:提高太阳能电池的转换效率可以降低电站的总成本,并且提高发电效率,减少对环境的损害。
为了提高太阳能电池的转换效率,需要开展相关的研究工作,不断优化硅太阳能电池和其他类型的太阳能电池的工艺技术。
2. 大规模应用太阳能光伏发电:目前太阳能光伏发电的规模还比较小,需要大力推广和应用。
政府可以加大对太阳能光伏发电的补贴力度,鼓励企业和个人安装太阳能电池板。
3. 利用负载平衡技术:太阳能光伏发电存在天气不稳定等问题,如何在不同天气和时间段内保持稳定的发电量非常重要。
负载平衡技术可以在不同的负载情况下调整光伏电站的输出功率,从而使太阳能光伏发电更加稳定。
4. 综合利用太阳能资源:太阳能光伏发电可以与太阳能热利用技术相结合,如利用光热转换技术将太阳能转化为热能供暖。
通过综合利用太阳能资源,太阳能光伏发电的经济效益可以得到更好的提高。
结论太阳能光伏发电技术的优点在于资源丰富、环保、可靠等方面,因此受到了越来越多人的青睐。
当前,太阳能光伏发电技术已经基本成熟,并且在市场上得到了广泛应用,但仍然需要不断提高转换效率、加大应用规模、利用负载平衡技术和综合利用太阳能资源等改进措施的推进,以进一步推动太阳能光伏发电技术的发展。
铜铟镓硒薄膜光伏电池
铜铟镓硒(Copper Indium Gallium Selenide,缩写为CIGS)薄膜光伏电池是一种薄膜太阳能电池技术,它使用CIGS化合物作为光吸收层,具有较高的光电转换效率和适应性。
以下是铜铟镓硒薄膜光伏电池的主要特点和工作原理:
1.化合物半导体层:CIGS电池的关键部分是其光吸收层,
即铜铟镓硒薄膜。
这个复合材料的特性使得它在光谱范围内都
能有效吸收光线,从紫外线到可见光和红外线。
2.光电转换:光被吸收后,CIGS层中的电子被激发并跃
迁到导带中,形成电子-空穴对。
这些载流子会在电池中形成电
流,从而实现光能到电能的转换。
3.适应性:CIGS薄膜光伏电池相比其他太阳能技术,如
硅基太阳能电池,具有更高的光吸收系数,这使得它对于光照
弱或光照不稳定的环境更为适应,包括阴天和部分阴影的情况。
4.薄膜结构:CIGS电池采用薄膜结构,因此相对于厚硅
太阳能电池而言,具有较低的材料成本和更轻便的重量。
这种
薄膜结构还有助于在弯曲表面或柔性基材上制造可弯曲的太阳
能电池。
5.高效率:CIGS薄膜光伏电池的转换效率通常较高,可
以达到硅太阳能电池的水平,甚至更高。
这使得其成为一种具
有竞争力的太阳能技术。
尽管CIGS薄膜光伏电池在一些方面具有优势,但也需要克服一些挑战,如生产成本和稳定性。
然而,这一技术在不断发展和改进中,被广泛研究用于提高太阳能电池的性能和降低成本。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池的现状及未来 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。本文阐述了铜铟镓硒薄膜太阳能电池的特性和竞争优势;介绍了国内外在铜铟镓硒薄膜太阳能电池领域的研究现状;最后探讨了铜铟镓硒薄膜太阳能电池的应用展望。
关键词:太阳能电池;薄膜;铜铟镓硒;展望 近几年,世界各国加速发展各种可再生能源替代传统的化石能源,以解决日益加剧的温室效应、环境污染和能源枯竭等全球危机。作为理想的清洁能源,太阳能永不枯竭,正成为当今世界最具发展潜力的产业之一。目前,太阳能电池市场主要产品是单晶硅和多晶硅太阳能电池,占市场总额的80%以上。由于晶硅电池的高成本和生产过程的高污染,成本更低、生产过程更加环保的薄膜太阳能电池得到快速发展。现阶段,有市场前景的薄膜太阳能电池有3种,分别是非晶硅、碲化镉(CdTe)和铜铟镓硒(CuInGaSe2,一般简称CIGS)薄膜太阳能电池。作为直接带隙化合物半导体,铜铟镓硒吸收层吸收系数高达105cm-1,转化效率是所有薄膜太阳能电池中最高的,已成为全球光伏领域研究热点之一,即将成为新一代有竞争力的商业化薄膜太阳能电池。
1、铜铟镓硒薄膜太阳能电池的特性和竞争优势 太阳能电池的材料一般要求主要包括:半导体材料的禁带宽度适中;光电转化效率比较高;材料制备过程和电池使用过程中,不存在环境污染;材料适合规模化、工业化生产,且性能稳定。经过数十年电子工业的研究发展,作为半导体材料硅的提炼、掺杂和加工等技术已经非常成熟,所以,现在的商品太阳能电池主要硅基的。但是,硅是间接带隙半导体材料,在保证电池一定转化效率前提下,其吸收层厚度一般要求150~300微米以上,理论极限效率为29%,按目前技术路线,提升效率的难度已经非常巨大。同时考虑到加工过程近40%的材料损耗,材料成本是硅太阳能电池的最主要构成。另外,其材料生产过程的高温提炼、高温扩散导致其制备过程能耗高,这使其能量偿还周期长,整体成本高。尽管经过近几年的规模化发展,市场价格得到大幅下降,其每瓦成本仍高于2美元。如果再考虑到其制备过程的高污染,更增加了其环境治理社会成本,这些都严重制约了其竞争优势。相比较,薄膜太阳能电池具有较大的成本下降空间,同时它能够以多种方式嵌入屋顶和墙壁,非常适合光电一体化建筑和大型并网电站项目。在这种情况下,薄膜太阳能电池引起了人们的重视,近几年成了科技工作者的研究重点。从全球范围来看,光伏产业近期仍将以太阳库专注为您建光伏电站 http://www.solarstock.cn/ 高效晶体硅电池为主。但向薄膜太阳能电池和各种新型太阳能电池等低成本、低能耗、低污染的方向过渡已经成为光伏产业发展的必然趋势。目前,国际主要光伏企业已经放缓了对晶体硅太阳能电池产能的扩张,我国已经出台相应政策,抑制晶硅行业的盲目扩张。
技术比较成熟,且有发展潜力的薄膜太阳能电池有3种,分别是非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟硒(CuInSe2,一般简称CIS)/铜铟镓硒(CuInGaSe2,一般简称CIGS)。经过几年的快速发展,单结非晶硅薄膜电池的效率达到7%左右,但是,其光致衰减现象还一直没能解决,相同功率条件下,需要更大的安装面积和成本。在此情况下,近年发展的微晶硅多结电池效率已经达到了10%,同时也部分克服了其衰减问题,所以,其必将在未来太阳能市场占有重要地位。CdTe薄膜电池的实验室效率可以达到16%,组件效率达到10%,缺点是Cd是重金属元素,会对环境和人体带来危害。但是,它的制备工艺简单,成本很低,可以满足一定区域的实际利用,也会在未来光伏市场占有一定的份额。
铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池具有多层膜结构(图1),包括金属栅状电极、减反射膜、窗口层(ZnO)、过渡层(CdS)、光吸收层(CIGS)、金属背电极(Mo)、玻璃衬底等。其中,吸收层CIGS是(化学式CuInGaSe2)由四种元素组成的具有黄铜矿结构的化合物半导体,是薄膜电池的关键材料。 图1 CIGS薄膜太阳能电池层状结构 相比较其它太阳能电池,CIGS竞争优势有以下6点:①通过掺入适量Ga替代部分同族的In,通过调节Ga/(Ga+In)可以调节CIGS的禁带能隙,调整范围为1.04~1.68eV,这是一个非常宽的范围,非常适合制备最佳带隙的半导体化合物材料,这是CIGS材料相对于硅系光伏材料的最特殊优势;②CIGS材料的吸收系数高,达到105cm-1,同时还具有较大范围的太阳光谱的响应特性;③利用CdS作为缓冲层(具有闪锌矿结构),和具有黄铜矿结构CIGS吸收层可以形成良好的晶格匹配,失配率不到2%;④在光电转化过程中,作为直接能隙半导体材料,CIGS的厚度可以很小(约2μm),当有载流子注入时,会产生辐射复合过程,辐射过程产生的光子可以被再次吸收,即所谓的光子再循环效应;⑤CIGS系半导体可直接由其化学组成的调节得到P型或N型不同的导电形式,不必借助外加杂质,不会产生Si系太阳电池很难克服的光致衰退效应,使用寿命可以长达30年以上;⑥CIGS薄膜的制备过程具有一定的环境宽容性,使得CIGS太阳电池在选择衬底时,具有较大的选择空间。综合比较分析,铜铟镓硒薄膜CIGS太太阳库专注为您建光伏电站 http://www.solarstock.cn/ 阳能电池具有转换效率高(居各种薄膜太阳能电池之首)、材料来源广泛、生产成本低、污染小、无光衰、弱光性能好的显著特点,已成为各国争相研究的重点领域。
2、CIGS电池的发展现状 CIGS国外发展现状 1976年,美国首次研究成功CIS薄膜太阳电池,转换效率达到6.6%。时隔6年之后,波音公司通过3元(Cu、In、Se)蒸发方法,制造出了效率超过10%的薄膜电池。1983年,ArcoSolar公司提出新的制备方法——硒化法,该项技术具有简单、廉价的特点,现在已经发展为制作CIS电池最重要的技术。80年代后期,德国开发出了转换效率为11.1%的CIS电池,这是转换效率首次超过10%。其稳定性好、耐空间辐射的优良特性也逐渐得到行业的重视。90年代初,瑞典报道了效率为17.6%,面积0.4cm2的CIS太阳电池,这是当时的世界记录。日本从1994年启动CIGS产业化项目,研发投入高达200亿日元(相当于14亿元人民币)。到90年代末期,美国可再生能源实验室(NREL)将转化效率提高到了18.8%,同时开始生产发电用CIGS太阳能电池组件(40W),组件效率达到当时最高的12.1%。到2001年,德国风险投资企业WurthSolar开始在欧洲销售60cm×120cm的CIGS太阳能电池组件,它是制备在钠玻璃基片上的。2000年,美国可再生能源研究所制备出亚微米级(0.74μm)CIGS太阳能电池,效率达12%~13%,更加显示出了铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池的性价优势及广阔的市场前景。2003年,日本昭和壳牌石油公司开发的3459cm2组件转换效率达到了13.4%。在2007年,美国可再生能源实验室,用三步共蒸发法制备的铜铟镓硒薄膜太阳能电池,转化效率达到了19.9%,这是单结薄膜太阳能电池的世界记录。
现在CIGS薄膜太阳能电池组件面积已经可以达到0.5平方米以上,主要有600mm×900mm和600mm×1200mm等规格。主要由各公司不同设备条件决定。其组件生产工艺流程如图(2)所示:
图2 CIGS组件生产工艺流程 现在CIGS组件处于产业化初级阶段,主要是美国、德国和日本等发达国家公司。其工艺各具特色,主要采用的都是真空溅射技术,区别主要是制备CIGS吸收层的部分工艺差别。表3给出了主要公司生产工艺比较。可以看出,最主流形式是溅射金属预制层后硒化工艺。该工艺对溅射设备防腐要求低,维护简单,生产过程更容易控制。也太阳库专注为您建光伏电站 http://www.solarstock.cn/ 有采用四元化合物靶直接溅射CIGS的研究,由于设备防腐要求高,吸收层存在缺陷,溅射后仍需要热退火处理,这种方法现阶段没有表现出产业化优势。
表3 世界主要CIGS组件厂家工艺比较 在CIGS组件产业方面,从表43可以看出世界主要CIGS厂家技术现状。可以看出,蒸发和溅射后硒化是两种最广泛采用,最有实际应用前景的方法。尤其是预制膜硒化技术,更有优势,可以满足大面积生产,同时又能保证产品效率的最有效方法。
CIGS国内发展现状 自“六五”以来,我国政府一直把研究开发太阳能作为可再生能源技术的重要组成部分而列入国家科技攻关计划,大大推动了我国太阳能技术和产业的发展。但与世界发达国家相比,我国在这一领域研究与应用力度和规模还比较落后。在2002年以前,我国(不含台湾、港澳)所有的太阳电池年产量不足5MWp,主要市场还局限在通讯领域,管道防腐保护和偏远乡村供电等。2002年之后,在“西部省区无电乡通电计划”、“金太阳示范工程”等一系列政策的激励下,我国的光伏产业成为快速发展的产业之一。2008年,我国光伏产业产值已超千亿元。其中,光伏组件的产能约为2000MWp,首次超过德国,位居世界第一,产品95%以上出口海外。到2009年底,我国光伏发电累计装机量约300MW,比2008年增长114%。
经过近20年的努力,我国在光伏发电技术的研究方面,开发储备了一定的技术基础,先后在实验室制备出了晶硅高效电池,多晶硅电池,非晶硅电池,以及CdTe和CIGS等等。国内最早开展CIGS研究的是南开大学,先后承担了国家“十五”“863”等重点课题。在“铜铟硒太阳能薄膜电池实验平台与中试线”和天津市的支持下,南开大学光电子薄膜器件与技术研究所的研究取得了关键性突破,其采用共蒸发法制备的CIS薄膜电池效率在2003年达到了12.1%。2008年12月,位于天津滨海新区的“国家863铜铟硒薄膜太阳电池中试基地”研制出29×36cm2的CIGS太阳电池组件,转换效率达到7%。最近几年,国内也有一些单位,如清华大学、北京大学、华东师范大学等,也在开展CIS、CIGS薄膜太阳能电池制备工艺方面的研究工作,但是整体水平与国外的差距是非常大的。
3、CIGS薄膜太阳能电池应用展望 CIGS薄膜太阳能电池的底电极Mo和上电极n-ZnO一般采用磁控溅射的方法,工艺路线比较成熟。最关键的吸收层的制备必须克服许