CIGS薄膜太阳能电池结构分析.docx

第 33 卷 第 11 期 电 子 元 件 与 材 料 Vol.33 No.11 2014 年 11 月 ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS Nov. 2014 综 综 述 CIGS 薄膜太阳能电池结构分析 肖友鹏 1，熊志华 2，周明斌 2 （1. 江西科技学院 机械工程学院，江西 南昌 330098；2. 江西科技师范大学 江西省光电子与通信重点实验室， 江西 南昌 330038） 摘要: 阐述了影响铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池性能和效率的技术因素，包括 CIGS 半导体材料的晶体结构、 电池的结构组成、衬底材料的选择以及 CIGS 薄膜的 Na 掺杂等。分析了多元共蒸发法、硒化法沉积 CIGS 吸收层以 及化学水浴法沉积 CdS 缓冲层的具体工艺和特征，介绍了柔性 CIGS 薄膜太阳能电池的卷对卷技术，最后就 CIGS 薄膜太阳能电池的研发与商业化生产中遇到的挑战及解决方法进行了分析与归纳。 关键词: 铜铟镓硒；太阳能电池；综述；衬底；薄膜；柔性 doi: 10.14106/ki.1001-2028.2014.11.005 中图分类号: TM615 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2014）11-0018-06 Device structure analysis of CIGS thin film solar cell XIAO Youpeng1, XIONG Zhihua2, ZHOU Mingbin2 (1. College of Mechanical Engineering, Jiangxi University of Technology, Nanchang 330098, China ; 2. Key Laboratory for Optoelectronics and Communication of Jiangxi Province, Jiangxi Science Technology Normal University, Nanchang 330038, China) Abstract: The technological factors which strongly influence the properties and efficiency of copper indium gallium diselenide (CIGS) thin film solar cell are reviewed, such as the crystal structure of CIGS semiconductor material, the device structure of CIGS thin film solar cell, the choice of substrate material and the Na-doping of CIGS thin film. And the deposition processes and features of co-evaporation, selenization for growth of CIGS absorption layer and chemical bath deposition for growth of CdS buffer layer are analyzed. In addition, the roll-to-roll production of the flexible CIGS thin film solar cell is introduced. At last, the challenges in the development and commercial production of CIGS thin film solar cell and the corresponding solutions are analyzed and summarized. Key words: copper indium gallium diselenide; solar cell; review; substrate; thin film; flexibility 铜铟 镓硒 （ copper indium gallium diselenide ， CIGS）是Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族四元化合物半导体材料，其具有 黄铜矿的晶体结构，如图 1 所示[1]。这种结构是一种 与 ZnSe 的闪锌矿结构相似的类金刚石结构，只是Ⅰ 族元素（Cu）和Ⅲ族元素（In 或 Ga）占据了Ⅱ族元 素（Zn）的位置[2]。其中每个 Cu 原子或 In 原子与 Se 原子形成四个共价键，反过来每个 Se 原子