相比較其它太陽(yáng)能電池，CIGS競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)有以下6點(diǎn):①通過(guò)摻入適量Ga替代部分同族的In,通過(guò)調(diào)節(jié)Ga/(Ga+In)可以調(diào)節(jié)CIGS的禁帶能隙，調(diào)整范圍為1.04～1.68eV，這是一個(gè)非常寬的范圍,非常適合制備最佳帶隙的半導(dǎo)體化合物材料，這是CIGS材料相對(duì)于硅系光伏材料的最特殊優(yōu)勢(shì)；②CIGS材料的吸收系數(shù)高，達(dá)到105cm-1，同時(shí)還具有較大范圍的太陽(yáng)光譜的響應(yīng)特性；③利用CdS作為緩沖層(具有閃鋅礦結(jié)構(gòu))，和具有黃銅礦結(jié)構(gòu)CIGS吸收層可以形成良好的晶格匹配,失配率不到2%；④在光電轉(zhuǎn)化過(guò)程中，作為直接能隙半導(dǎo)體材料,CIGS的厚度可以很小(約2μm)，當(dāng)有載流子注入時(shí)，會(huì)產(chǎn)生輻射復(fù)合過(guò)程,輻射過(guò)程產(chǎn)生的光子可以被再次吸收,即所謂的光子再循環(huán)效應(yīng)；⑤CIGS系半導(dǎo)體可直接由其化學(xué)組成的調(diào)節(jié)得到P型或N型不同的導(dǎo)電形式，不必借助外加雜質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生Si系太陽(yáng)電池很難克服的光致衰退效應(yīng)，使用壽命可以長(zhǎng)達(dá)30年以上；⑥CIGS薄膜的制備過(guò)程具有一定的環(huán)境寬容性，使得CIGS太陽(yáng)電池在選擇襯底時(shí)，具有較大的選擇空間。綜合比較分析，銅銦鎵硒薄膜CIGS太陽(yáng)能電池具有轉(zhuǎn)換效率高(居各種薄膜太陽(yáng)能電池之首)、材料來(lái)源廣泛、生產(chǎn)成本低、污染小、無(wú)光衰、弱光性能好的顯著特點(diǎn)，已成為各國(guó)爭(zhēng)相研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。
　　2、CIGS電池的發(fā)展現(xiàn)狀
　　CIGS國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
　　1976年，美國(guó)首次研究成功CIS薄膜太陽(yáng)電池，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到6.6%。時(shí)隔6年之后，波音公司通過(guò)3元(Cu、In、Se)蒸發(fā)方法，制造出了效率超過(guò)10%的薄膜電池。1983年，ArcoSolar公司提出新的制備方法——硒化法，該項(xiàng)技術(shù)具有簡(jiǎn)單、廉價(jià)的特點(diǎn),現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為制作CIS電池最重要的技術(shù)。80年代后期，德國(guó)開發(fā)出了轉(zhuǎn)換效率為11.1%的CIS電池，這是轉(zhuǎn)換效率首次超過(guò)10%。其穩(wěn)定性好、耐空間輻射的優(yōu)良特性也逐漸得到行業(yè)的重視。90年代初，瑞典報(bào)道了效率為17.6%，面積0.4cm2的CIS太陽(yáng)電池，這是當(dāng)時(shí)的世界記錄。日本從1994年啟動(dòng)CIGS產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，研發(fā)投入高達(dá)200億日元(相當(dāng)于14億元人民幣)。到90年代末期，美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)將轉(zhuǎn)化效率提高到了18.8%，同時(shí)開始生產(chǎn)發(fā)電用CIGS太陽(yáng)能電池組件(40W)，組件效率達(dá)到當(dāng)時(shí)最高的12.1%。到2001年，德國(guó)風(fēng)險(xiǎn)投資企業(yè)WurthSolar開始在歐洲銷售60cm×120cm的CIGS太陽(yáng)能電池組件,它是制備在鈉玻璃基片上的。2000年，美國(guó)可再生能源研究所制備出亞微米級(jí)(0.74μm)CIGS太陽(yáng)能電池，效率達(dá)12%～13%，更加顯示出了銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)電池的性價(jià)優(yōu)勢(shì)及廣闊的市場(chǎng)前景。2003年，日本昭和殼牌石油公司開發(fā)的3459cm2組件轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了13.4%。在2007年，美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室，用三步共蒸發(fā)法制備的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了19.9%，這是單結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池的世界記錄。
　　現(xiàn)在CIGS薄膜太陽(yáng)能電池組件面積已經(jīng)可以達(dá)到0.5平方米以上，主要有600mm×900mm和600mm×1200mm等規(guī)格。主要由各公司不同設(shè)備條件決定。其組件生產(chǎn)工藝流程如圖所示：

　　現(xiàn)在CIGS組件處于產(chǎn)業(yè)化初級(jí)階段，主要是美國(guó)、德國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家公司。其工藝各具特色，主要采用的都是真空濺射技術(shù)，區(qū)別主要是制備CIGS吸收層的部分工藝差別。表3給出了主要公司生產(chǎn)工藝比較?？梢钥闯?，最主流形式是濺射金屬預(yù)制層后硒化工藝。該工藝對(duì)濺射設(shè)備防腐要求低，維護(hù)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程更容易控制。也有采用四元化合物靶直接濺射CIGS的研究，由于設(shè)備防腐要求高，吸收層存在缺陷，濺射后仍需要熱退火處理，這種方法現(xiàn)階段沒(méi)有表現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)。

　　在CIGS組件產(chǎn)業(yè)方面，可以看出世界主要CIGS廠家技術(shù)現(xiàn)狀?？梢钥闯觯舭l(fā)和濺射后硒化是兩種最廣泛采用，最有實(shí)際應(yīng)用前景的方法。尤其是預(yù)制膜硒化技術(shù)，更有優(yōu)勢(shì)，可以滿足大面積生產(chǎn)，同時(shí)又能保證產(chǎn)品效率的最有效方法。

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