CIGS薄膜太阳能电池(光伏).ppt

CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能电池CIGS thin films and solar cells  上海大学2011级研究生 目 录 各类太阳能电池的发展现状 CCIGS薄膜太阳能电池 研究展望 参考文献 太阳能电池的发展现状 太阳能的地位：随着原油储备的消耗，油价、电价的持续上升，以及石油燃料引起的气候问题，人们对可持续能源的需求变得十分迫切，利用太阳能来发电无疑是世界未来能源的理想选择。万物生长靠太阳。由于太阳能清洁安全、取之不竭，很多国家将目光投向了清洁的太阳能发电。国际能源署的报告显示，到2030年，全球电力需求将翻番。因此，采用太阳能等可再生能源发电无疑是有效的解决方法。 太阳能电池的发展概况 太阳能电池具有许多其他发电方式所不具备的优点: 不消耗燃料, 不受地域限制, 规模可灵活组合, 无污染、无噪音, 安全可靠, 维护简单, 建设周期短, 最具有大规模应用的可能性。 太阳能电池的种类 太阳能电池是通过光电效应或光化学效应直接把光能转化为电能的装置。目前太阳能电池主要有晶体硅型和薄膜型2 大类型。如图2 所示。 晶体硅型 晶体硅太阳能电池可分为单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池, 是目前国际上的主流产品, 占世界太阳能电池市场80%。 1.单晶硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池在实验室的转换效率为25% , 而工业生产的光电转换效率仅达15% , 且单晶硅要求的晶体纯度达99. 999 999% 以上, 生产成本高, 难以推广应用。。 单晶硅太阳能电池转换效率达15% 左右, 其制造工艺已相当成熟由于单晶硅主要采用西门子法生产, 从多晶硅中提炼出单晶, 然后通过拉硅单晶棒、切割得到单晶硅圆片, 再经过刻蚀, 最后生产成太阳能电池组件。可见, 其生产过程耗能较高, 生产成本也相当高, 因此推广应用有一定难度, 但目前仍占太阳能电池市场份额的主要地位。【1671- 2730( 2010)03-0182-05 太阳能电池现状及其发展前景 梁昌鑫, 陈孝祺】 2 多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池由于其生产成本和原料价格低廉, 工业生产的光电转换效率达13%~ 16% ,因此其产业化发展较快, 但还需解决低成本、低能耗和高效率的关键技术。多晶硅太阳能电池主要采用改良型西门子法的制造工艺。由于其省却了单晶硅的纯度要求,使制造成本大大降低, 电池的转换效率达到16% 薄膜太阳能电池 由于薄膜电池采用廉价衬底, 以低温制造技术沉积半导体薄膜光伏器件, 镀膜厚度可薄至2um, 远低于晶体硅镀膜厚度80~ 300um; 同时, 其生产成本有较大降低, 使能源回收期大大缩短。因此, 各国相继开发了各种薄膜太阳能电池, 主要产品有多晶硅薄膜电池、CdTe 薄膜电池、CIS 薄膜电池、染料敏化薄膜电池( DSSC) 等。根据德国研究机构Photon Consulting 的报告显示, 2008 # 2010 年间薄膜太阳能电池产量每年翻番, 至2010 年产能将达到4180 MW/ a。 染料敏化太阳能电池 CIGS薄膜太阳能电池 据《光伏信息》报道，无锡尚德CEO施正荣认为，为了使太阳电池的价格能够不断下降，必须进行技术革新和装备改造，而技术革新方面就是使用薄膜电池，既可节省成本，也可适用于更广泛的行业。如果薄膜电池的效率在15%以上，那么，未来的市场将以薄膜电池为主导。对光伏组件而言， 薄膜电池的优势主要体现在： 1.成本低，这是薄膜光伏技术的最大优势； 2.一体化集成性，明显降低了工艺复杂性和生产成本； 3.不依赖于硅材料； 4.更适合在高温环境下工作； 5.可制造成柔性电池，质量轻，运输方便，应用广泛。 图3是来自Deutsche Bank对各种薄膜光伏电池到2010年的市场状况，在薄 膜电池的市场中还将以硅基薄膜电池和CdTe电池为主流。 CIGS薄膜电池 CIGS薄膜太阳能电池的结构 CIGS薄膜太阳电池与CIS系、Si系、CdTe系薄膜电池相比具有如下显著的优点: (1)CIGS是由Ga取代CIS中部分的In得到黄铜矿结构的四元化合物，因此能进行带隙剪裁。太阳能理想的吸收禁带宽度为1.45～1.5 eV，而CIGS的禁带宽度可在1.02～1.68 eV范围内调整，这就为薄膜太阳电池最佳带隙的优化提供了新的途径。可带隙调整是相对