CIGS太阳能薄膜电池组件的应用现状与市场优势
CIGS 柔性薄膜太阳能电池板
CIGS 柔性薄膜
太阳能电池板
产品手册
SOL
getTM
德 准
CIGS 技术 CIGS 优点 产品 安装应用 项目参考 常见问题 市场分析 关于我们
目录
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CIGS 技术
CIGS薄膜太阳能电池，由Cu（铜）、 In（铟）、Ga（镓）、Se（硒）四种 元素构成最佳比例的黄铜矿结晶薄膜 太阳能电池，是组成电池板的关键技术。 由于该产品具有光吸收能力强，发电稳 定性好、转化效率高，白天发电时间长、 发电量高、生产成本低以及能源回收周 期短等诸多优势，CIGS太阳能电池已是 太阳能电池产品的明日之星，可以与传统 的晶硅太阳能电池相抗衡。
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转换率 13%的太阳能软板
CIGS
产品介绍
PowerFLEX™ BIPV
2米 ： 82/90/100W 4米 ：165/185/200W 6米 ：225/250/275/300W
适用于金属屋顶，膜结构和沥青面
环球太阳能(Global solar)的高效率铜铟镓硒(CIGS)太阳能模板是专 为屋顶设计。柔性模块差不多适合所有屋顶形状；重量轻,不需要繁 多的安装配件。我们通过改善屋顶表面覆盖度、与高转换效率，低
电性能 额定功率 公差
最大功率 ％
300 W ± 7%
275 W ± 7%
模块孔径面积 ％
效率
额定电压
Vmpp
额定电流
Im pp
12.6 %
64.3 V 6.6A
11.6 %
61.6V 6.3A
开路电压
Vcc
69.7V
67.6V
短路电压
Isc
0174.铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池
讨论:对负的△Ec而言，由于窗口 层和吸收层界面之间的复合，将降 低开路电压; △Ec>0的能带结构对 提高电池的转换效率有利。当 △Ec>O.5eV以后，开路电压明显 下降，同时短路电流也急剧下降.高 效电池△Ec的理想范围在0-0.4eV 之间，一般以0.2-0.3ev为宜
现状
• • • • • • • 70年代Bell实验室Shaly等人系统研究了三元黄铜矿半导体材料CIS的生长机理、电学 性质及在光电探测方面的应用 1974年，Wagner利用单晶ClS研制出高效太阳能电池,制备困难制约了单晶ClS电池发 展 1976年，Kazmerski等制备出了世界上第一个ClS多晶薄膜太阳能电池 80年代初，Boeing公司研发出转换效率高达9.4%的高效CIS薄膜电池 80年代期间，ARCO公司开发出两步(金属预置层后硒化)工艺，方法是先溅射沉积Cu、 In层，然后再在H２Se中退火反应生成CIS薄膜，转换效率也超过10% 1994年，瑞典皇家工学院报道了面积为0.4cm２效率高达17.6%的ClS太阳能电池 90年代后期，美国可再生能源实验室(NREL)一直保持着CIS电池的最高效率记录，并 1999年，将Ga代替部分In的CIGS太阳能电池的效率达到了18.8%，2008年更提高到 19.9%
铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳 能电池
CIGS 薄膜太阳能电池
这种以铜铟镓硒为吸收层的高效薄膜太阳能电池，简称 为铜铟镓硒电池CIGS电池。其典型结构是： Glass/Mo/CIGS/ZnS/ZnO/ZAO/MgF2。（多层膜典型结 构：金属栅/减反膜/透明电极/窗口层/过渡层/光吸收层/背 电极/玻璃） CIGS薄膜电池组成可表示成Cu(In1xGax)Se2的形式，具有黄铜矿相结构，是CuInSe2和 CuGaSe2的混晶半导体。
CIGS薄膜太阳能电池解读
CIGS薄膜太阳能电池的结构
金属栅电极 减反射膜(MgF2) 窗口层ZnO 过渡层CdS 光吸收层CIGS 金属背电极Mo 玻璃衬底 高阻ZnO
低阻AZO
CIGS薄膜太阳能电池的结构
结构原理
减反射膜：增加入射率 AZO： 低阻，高透，欧姆接触 i-ZnO：高阻，与CdS构成n区 CdS： 降低带隙的不连续性，缓 冲晶格不匹配问题 CIGS： 吸收区，弱p型，其空间电 荷区为主要工作区 Mo: CIS的晶格失配较小且热膨 胀系数与CIS比较接近
测试设备主要有：台阶仪，SEM，XRD, RAMAN、分度光透射仪、I-V 分析系统等
铜铟镓硒（CIGS）太阳电池制造工艺路 线
清洁—基膜—单元或多元磁控溅射—沉积—硒化—防护膜—随机检 测—印刷—切割—检测—组装—检测—包装。
CIGS薄膜太阳能电池的制备
• 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有许多不同的方法，这些沉积制备方法包括:蒸发 法、溅射后硒法、电化学沉积法、喷涂热解法和丝网印刷法
CIGS的性能不是Ga越多性能越好的，因为短路电流是随 着Ga的增加对长波的吸收减小而减小的。 当x=Ga/(Ga+In)<0.3时，随着的增加，Eg增加， Voc也增 加; x=0.3时带隙为1.2eV;当x>0.3时，随着x的增加，Eg减小， Voc也减小。 G.Hanna等也认为x=0.28时材料缺陷最少，电池性能最好。
CIGS薄膜太阳能电池介绍
二、铜铟硒（CIS）薄膜太阳能电池介绍 三、铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池介绍
一、第三代太阳能电池
薄膜太阳能电池种类
薄膜太阳能电池种类薄膜太阳能电池是一种新型的太阳能电池技术，相比传统的硅基太阳能电池，薄膜太阳能电池具有更轻薄、柔性、低成本等优点。
随着科技的不断进步，薄膜太阳能电池也在不断发展和演进。
本文将介绍几种常见的薄膜太阳能电池种类。
1. 铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS）铜铟镓硒薄膜太阳能电池是目前应用最广泛的薄膜太阳能电池之一。
它是由铜（Copper）、铟（Indium）、镓（Gallium）和硒（Selenium）等元素组成的薄膜材料。
CIGS薄膜太阳能电池具有高光电转换效率、良好的低光照性能和较高的稳定性。
此外，CIGS 薄膜太阳能电池制造工艺简单，可采用卷绕式生产，适用于大规模生产。
2. 钙钛矿薄膜太阳能电池钙钛矿薄膜太阳能电池是近年来兴起的一种新型薄膜太阳能电池。
钙钛矿材料具有优异的光电转换效率，可以达到甚至超过传统硅基太阳能电池的效率。
钙钛矿薄膜太阳能电池制作工艺相对简单，可以采用喷涂、印刷等低成本制备技术。
然而，钙钛矿薄膜太阳能电池的稳定性仍然是一个挑战，需要进一步的研究和改进。
3. 有机薄膜太阳能电池有机薄膜太阳能电池是一种利用有机半导体材料制作的薄膜太阳能电池。
有机薄膜太阳能电池具有柔性、轻薄、透明等特点，可以应用于更广泛的场景，如可穿戴设备、建筑外墙等。
有机薄膜太阳能电池的制备工艺相对简单，可以采用印刷、喷涂等低成本的大面积制备技术。
然而，有机薄膜太阳能电池的光电转换效率相对较低，稳定性也有待提高。
4. 硒化镉薄膜太阳能电池硒化镉薄膜太阳能电池是一种利用硒化镉材料制作的薄膜太阳能电池。
硒化镉薄膜太阳能电池具有高光电转换效率和较好的稳定性。
硒化镉薄膜太阳能电池的制备工艺相对简单，可以采用蒸镉、蒸硒等方法制备。
然而，硒化镉薄膜太阳能电池的环境友好性存在争议，因为镉元素对环境有一定的污染风险。
总结一下，薄膜太阳能电池是太阳能电池技术的重要分支，具有轻薄、柔性、低成本等优点。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池、钙钛矿薄膜太阳能电池、有机薄膜太阳能电池和硒化镉薄膜太阳能电池是其中的几种常见类型。
铟矿资源报道之二——铜铟镓硒（CIGS）薄膜电池行业
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。
另外，我们前面一直讨论的是光伏电站的初始建站成本，实际薄膜电池的弱光效应是其由于晶硅电池的另一大优势。
CIGS薄膜太阳能电池
二、铜铟硒（CIS）薄膜太阳能电池(diànchí)介绍 三、铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池(diànchí)介绍
精品文档
一、第三代太阳能电池(diànchí) 学术界和产业界普遍认为太阳能电池(diànchí)的发展已经进入了
第三代。第一代为单晶硅太阳能电池(diànchí)，第二代为多晶硅、非晶 硅等太阳能电池(diànchí)，第三代太阳能电池(diànchí)就是铜铟镓硒 CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池(diànchí)及薄膜Si系太阳能 电池(diànchí)。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池(diànchí)是多元化合物薄膜电池 (diànchí)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。
按
硅基太阳能电池 主要:GaAs CdS CIGS
制
备
多元化合物薄膜
材
太阳能电池
料 的
有机聚合物太阳
目前,综合性能最好 的薄膜太阳能电池
不
能电池
同
纳米晶太阳能电池
• 大规模地成本发电站
• 1996年美国APS公司在美国加州建了一个400千瓦的 非晶硅电站,引起光伏产业振动。
• Mass公司(欧洲第三大太阳能系统(xìtǒng)公司)去 年从中国进口约5MWp的非晶硅太阳能电池。
• 日本CANECA公司年产25MWp的非晶硅太阳能电池大部 分输往欧洲建大型发电站(约每座500KWp-1000KWp)。
• 上海尤力卡公司曾在中国甘肃省酒泉市安装(ānzhuāng) 一套6500瓦非晶硅太阳能电站，其每千瓦发电量为 1300KWh，而晶体硅太阳电池每千瓦的年发电量约为 1100-1200KWh。非晶硅太阳电池显示出其极大的使用 优势。下图为该电站的现场照片，第一代非晶硅太阳 电池的以上优点已被人们所接受。2003年以来全世界 太阳能市场需求量急剧上升，非晶硅太阳电池也出现 供不应求的局面。
铜铟镓硒
铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池技术综述一、薄膜太阳电池概术铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池由于效率高、无衰退、抗辐射、寿命长、成本低廉等特点，是备受人们关注的一种新型光伏电池产品，经过近30年的研究和发展，其光电转化效率为所有已知薄膜太阳能电池中最高的。
而且其光谱响应范围宽，在阴雨天条件下输出功率高于其他任何种类太阳电池，因而成为最有前途的光伏器件之一。
铜铟镓硒CuInSe2（简称CIS）薄膜材料是属于Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族化合物直接带隙半导体，光吸收系数达到105量级，薄膜厚度约为1-2μm就能吸收太阳光，其禁带宽度为1.02eV。
通过掺入适量的Ga元素以代替部分的In，成为CuInSe2与CuGaSe2（简称CGS）的固溶半导体CuIn1-xGaxSe2（简称CIGS）。
CIGS电池在制作过程中，通过控制不同的Ga掺入量，其禁带宽度可在1.02-1.67eV范围内调整，这就为太阳能电池的带隙优化提供了很好的途径。
二、国内外研究现状（一）国外研究进展CIGS薄膜太阳电池材料与器件的实验室技术在发达国家趋于成熟，大面积电池组件和量产化开发是CIGS电池目前发展的总体趋势，而柔性电池和无镉电池是近几年的研究热点。
美国国家可再生能源实验室（NREL）在玻璃衬底上利用共蒸发三步工艺制备出最高效率达19.9%的电池。
这种柔性衬底CIGS太阳电池在军事上很有应用前景。
近期，CIGS小面积电池效率又创造了新的记录，达到了20.1%，与主流产品多晶硅电池效率相差无几。
美国NREL和日本松下电器公司在不锈钢衬底上制备的CIGS电池效率均超过17.5%；瑞士联邦材料科学与技术实验室（Empa）的科学家AyodhyaN.Tiwari领导的小组经过多年努力，完善了之前开发的柔性不锈钢衬底太阳能电池，实现了18.7%的效率。
由美国能源部国家光伏中心与日本“新能源和工业技术开发机构（NEDO）”联合研制的无镉CIGS电池效率达到18.6％。
2024年铜铟镓二硒电池市场前景分析
铜铟镓二硒电池市场前景分析1. 引言铜铟镓二硒电池（Copper Indium Gallium Selenide，CIGS）作为一种新兴的薄膜太阳能电池技术，具有高效率、柔性和可塑性等优势，因此受到了广泛关注。
本文将对铜铟镓二硒电池的市场前景进行分析，探讨其潜在的商业机会。
2. 市场概况目前，全球太阳能市场快速发展，太阳能技术日益成熟。
铜铟镓二硒电池作为一种高效能源转换技术，具有更高的能源利用率和更低的成本，逐渐成为替代硅太阳能电池的理想选择。
3. 市场驱动因素3.1 政府政策支持各国政府纷纷出台刺激可再生能源发展的政策，加大了对太阳能电池等清洁能源技术的支持力度。
这些政策的出台为铜铟镓二硒电池市场提供了良好的发展环境。
3.2 环境保护迫切需求随着环境问题日益突出，人们对于可再生能源的需求不断增加。
铜铟镓二硒电池作为一种环保能源解决方案，其绿色、清洁的特点将有利于其市场的发展。
3.3 柔性和可塑性需求相对于传统硅太阳能电池而言，铜铟镓二硒电池具有更高的柔性和可塑性，可以适应更多类型的应用场景。
这种特点使得铜铟镓二硒电池在移动设备、建筑一体化等领域具有广阔的商机。
4. 市场挑战4.1 制造成本较高目前，铜铟镓二硒电池的制造成本较高，主要原因是材料成本相对较高且生产工艺复杂。
这使得铜铟镓二硒电池在市场竞争中面临一定的挑战。
4.2 技术研发和产业化难度大铜铟镓二硒电池的技术研发和产业化是一个复杂的过程，需要克服材料稳定性、制造技术等方面的挑战。
这需要产业链各个环节的密切合作，提高技术水平和生产效率。
5. 市场前景展望尽管面临一些挑战，但铜铟镓二硒电池仍具有巨大的市场潜力： - 铜铟镓二硒电池具有更高的能源转换效率，可以提供更稳定的能源输出； - 铜铟镓二硒电池具有更高的柔性和可塑性，可以适应多种应用场景； - 铜铟镓二硒电池市场在全球范围内逐渐扩大，具有广阔的商机。
预计随着技术进步和制造成本的降低，铜铟镓二硒电池的市场规模将快速增长。
2023年薄膜太阳电池行业市场发展现状
2023年薄膜太阳电池行业市场发展现状近年来，随着环保意识的普及和能源消耗量的快速增长，全球对可再生能源的需求逐渐增加。
作为其中一种可再生能源，太阳能发电技术备受关注，并在全球范围内得到快速发展。
而薄膜太阳电池，作为太阳能电池的一种重要类型，其市场前景也越来越广阔。
一、市场情况1. 全球市场据市场调研机构Grand View Research统计，全球薄膜太阳电池市场规模将在未来五年内以8.5%的年复合增长率增长，到2025年将达到87.8亿美元。
而且，随着技术不断进步和成本下降，市场需求将会继续增长。
2. 中国市场目前，中国是全球太阳能电池制造业最大的生产国，而作为其中的一部分，薄膜太阳电池市场也在不断扩大。
根据CW Research的数据，2017年中国薄膜太阳电池市场占比已达全球的36.9%。
而且，随着国家政策的不断加强，中国薄膜太阳电池市场的规模将会继续增加。
如2019年新能源汽车补贴退坡政策，针对在微型电动汽车领域具有对新能源电池生产厂家认证、商业化生产能力的企业，将给予一定量的薄膜太阳电池补贴。
二、技术进步1. 高效率相对于传统多晶硅太阳电池，目前市场上的薄膜太阳电池更具有灵活性、轻薄、易于安装等优势。
而且，随着技术的发展，薄膜太阳电池的能量转化效率也在逐渐提高。
如目前市场上的柔性有机太阳能电池，其能量转化效率已经达到了12.6%。
2. 薄膜材料同时，因为薄膜太阳电池所使用的薄膜材料的成本和能耗都比传统多晶硅太阳电池低，所以薄膜太阳电池也更具有竞争力。
目前市场上主流的薄膜材料主要有铜铟镓硫（CIGS）、钙钛矿、有机物料等。
三、市场前景1.行业整合由于供应商的增加和价格竞争，薄膜太阳电池的竞争很激烈。
在这种竞争环境下，行业整合成为了行业发展的一种必然趋势。
如2019年某国际公司收购了某薄膜太阳电池生产商，进一步加强了其在该领域的市场地位。
2. 政策支持目前，全球越来越多的政府开始采取措施，推动可再生能源的发展。
最具发展前景的CIGS薄膜太阳能电池
的需求 日益 加剧 ， 同时 也 对 环 境 保 护 提 出 了越 来 越 高的要求 ； 源枯 竭 和 环 境 污 染 已成 为 全 球 性 的问 能
题 ， 谓 “ Ｅ 即能 源 （ ｎ ｒｙ 、 济 （ｃｎ ｍｙ 和 环 所 ３ ” ｅ ｅｇ ） 经 ｅｏ ｏ ） 境 （ ｎ ｉ ｎ ｎ ） 为 人 类 文 明 可 持 续 发 展 所 面 临 ｅ ｖｒ ｍｅ ｔ 成 ｏ
重 ， 重 危 害 了 人 体 健 康 ， 响 了人 们 的 正 常 生 严 影 活 ＿ ， 市 周 边 地 区 的 酸 雨 影 响 农 作 物 的 正 常 生 ３城 Ｊ 产 ；温室 效应 使 地球 温 度在最 近 １ ０年 里 上升 了约 ０
１℃ 。２ ０ ０ ８年 我 国 春 节 雪 灾 等 灾 难 性 天 气 的频 发
（ ｉａＴｒｕ ｈ Ｉ ｔｒ ａｉｎ ｌ ｇｎ ｅｉｇＣ Ｃｈｎ ｉｍｐ ｎ ｅｎ ｔ ａ ｉｅｒ ｏ，Ｌｔ ，Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ６ Ｃｈｎ ） ｏ Ｅｎ ｎ ｄ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０ ３， ｉａ
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铜铟镓硒薄膜太阳能电池研究
铜铟镓硒薄膜太阳能电池研究一、本文概述随着全球能源需求的日益增长，传统能源资源的枯竭和环境问题的日益严重，寻找清洁、可再生的能源已成为人类社会发展的迫切需求。
太阳能作为一种无限、无污染的可再生能源，越来越受到人们的关注。
铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池作为一种高效、低成本的太阳能电池技术，在近年来得到了广泛的研究和应用。
本文旨在全面深入地探讨铜铟镓硒薄膜太阳能电池的研究现状、发展趋势以及面临的挑战，以期为相关领域的研究者和技术人员提供有益的参考和启示。
本文将对铜铟镓硒薄膜太阳能电池的基本原理和性能特点进行详细介绍，以便读者对其有一个清晰的认识。
然后，本文将重点分析铜铟镓硒薄膜太阳能电池的研究进展，包括材料制备、结构设计、性能优化等方面，以及目前面临的主要问题和挑战。
在此基础上，本文将探讨铜铟镓硒薄膜太阳能电池的未来发展趋势，包括新型材料、新工艺、新技术等方面的研究和应用前景。
本文还将对铜铟镓硒薄膜太阳能电池在可再生能源领域的应用价值和前景进行展望，以期为推动该领域的发展提供有益的参考。
二、铜铟镓硒薄膜太阳能电池的基本原理与结构铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池是一种基于多元金属硫化物吸收层的光伏器件，具有高效、低成本和环境友好等特点。
CIGS太阳能电池的基本原理是光电效应，即太阳光照射到电池表面时，光子被吸收层中的金属硫化物吸收并激发出电子-空穴对，这些载流子在电池内部电场的作用下分离并收集，从而产生光生电流。
透明导电层：通常采用氟掺杂氧化锡（FTO）或铟锡氧化物（ITO）等透明导电材料，用于收集光生电子并传输到外电路。
CIGS吸收层：是电池的核心部分，由铜、铟、镓和硒等元素组成的多元金属硫化物，具有较宽的吸收光谱和较高的光电转换效率。
缓冲层：位于CIGS吸收层与透明导电层之间，通常采用硫化镉（CdS）或硫化锌（ZnS）等材料，用于减少界面复合和提高电池性能。
金属背电极：通常采用铝（Al）或银（Ag）等金属材料，用于收集光生空穴并传输到外电路。
CIGS薄膜太阳能电池
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太阳能电池的工作原理
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太阳能电池的工作原理
转换效率:
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太阳能电池的工作原理
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CIGS薄膜太阳能电池的优点
材料吸收率高,吸收系数高达105量级,直接带隙,适合薄膜化,电池 厚度可做到2~3微米,降低昂贵的材料成本
弱光特性好.对光照不理想的地区犹显其优异性能.
5
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CIGS的晶体结构
CuInSe2黄铜矿晶格结构
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CuInSe2复式晶 格:a=0.577,c=1.154
直接带隙半导体，其光吸收系数高 达105/cm量级
通过掺入适量的Ga以替代部分In， 形成CulnSe2和CuGaSe2的固熔晶体
在坡型带隙结 构中，梯度带隙层 内存在内电场的作 用，使表面附近被 激发的少数载流子 向结方向漂移，缓 和了表面复合的影 响。
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结构原理
铝电极（电子束蒸发）
减反射膜（热蒸发法） 作用：增加入射率
14ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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结构原理
ZAO（直流溅射） 要求：低阻，高透，欧姆接触
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Ga的掺入会改变晶体的晶格常数， 改变了原子之间的作用力,最终实 现了材料禁带宽度的改变，在1.04 一1.7eV范围内可以根据设计调整， 以达到最高的转化效率
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CIGS的材料特性
Ga/(Ga+In)比的调整可使CIGS材料的带隙范围覆盖1.0 一l.7eV，CIGS其带隙值随Ga含量x变化满足下列公式：
CIGS薄膜太阳能电池解析
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。下表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。
CuInSe2黄铜矿晶格结构
非晶硅薄膜太阳能电池的优点
• • • • • • 低成本 能量返回期短 大面积自动化生产 高温性好 弱光响应好(充电效率高) 其他
• 低成本
• 单结晶硅太阳电池的厚度<0.5um。 • 主要原材料是生产高纯多晶硅过程中使用的硅烷，这种气体， 化学工业可大量供应，且十分便宜，制造一瓦非晶硅太阳能 电池的原材料本约RMB3.5-4（效率高于6%） • 且晶体硅太阳电池的基本厚度为240-270um，相差200多倍， 大规模生产需极大量的半导体级，仅硅片的成本就占整个太 阳电池成本的65-70%，在中国1瓦晶体硅太阳电池的硅材料 成本已上升到RMB22以上。
非晶硅太阳电池的市场
• 大规模地成本发电站
• 1996年美国APS公司在美国加州建了一个400千瓦的非晶硅电 站,引起光伏产业振动。 • Mass公司(欧洲第三大太阳能系统公司)去年从中国进口约 5MWp的非晶硅太阳能电池。 • 日本CANECA公司年产25MWp的非晶硅太阳能电池大部分输往 欧洲建大型发电站(约每座500KWp-1000KWp)。 • 德国RWESCHOOTT公司也具有30MWp年产量,全部用于建大规模 太阳能电站。
CIGS薄膜太阳能电池简要介绍和发展现状
结构特点及优势
01
结构特点
02
CIGS薄膜太阳能电池通常由多层薄膜组成，包括前电极、窗 口层、CIGS吸收层、背电极等。
03
各层之间通过物理或化学方法紧密结合，形成一个连续且稳 定的结构。
结构特点及优势
高效率
CIGS薄膜太阳能电池的转换效率 较高，目前实验室最高效率已达 到23%以上。
稳定性好
CIGS材料具有良好的化学稳定性 和热稳定性，能够在高温和恶劣 环境下保持性能稳定。
生产效率与规模
电镀法和喷涂法具有较快的沉积速率和较大的生产规模潜力，适用于大规模生产。而真 空蒸发法生产效率相对较低，更适合于小批量、高精度生产。
04
CIGS薄膜太阳能电池性能评价
光电转换效率
01
CIGS薄膜太阳能电池的光电转换 效率已达到较高水平，实验室条 件下的最高效率已超过20%。
02
通过优化材料组成、改进制备工 艺和引入新型结构等方法，CIGS 薄膜太阳能电池的光电转换效率 仍有提升空间。
喷涂法制备的薄膜质量相对较低，需要进一步优化工 艺参数和提高材料性能。
不同制备方法比较
设备成本与工艺复杂度
真空蒸发法和电镀法需要较为昂贵的设备和复杂的工艺控制，而喷涂法设备简单、成本 低廉。
薄膜质量与性能
真空蒸发法制备的薄膜质量较高，电镀法和喷涂法制备的薄膜质量相对较低，但可通过 优化工艺参数加以改善。
通过调整蒸发源的加热温度和蒸 发速率，可以精确控制薄膜的成 分和厚度。
03
设备成本高
真空蒸发法需要高真空设备和精 密的控制系统，因此设备成本较 高。
电镀法
电解液中的沉积
01
在含有CIGS离子的电解液中，通过施加电流使离子在基板上还
电沉积CIGS薄膜太阳电池的研究进展及现状
摘要 Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ薄膜 太阳电池以其优 异的光电性能倍 受研 究者关注 。简要介 绍 了 Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ薄膜的 结构及其优异 性 能， 着重阐述 了电化 学沉积 法制备 Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ 薄膜 的反应原理与 目前 国 内外 电沉积法制备 Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ薄膜 太 阳电池研 究的最
新进展 ， 并展 望 了 Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ太 阳电池发展所 面临的难题及将 来研 究的方向。
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１ ３ ６ ・
材料 导报 Ａ： 综 述篇
２ ０ １ ４年 ２月 （ 上） 第２ ８卷 第 ２期
电沉 积 Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ薄 膜太 阳 电池 的研 究 进展 及 现 状
李 玉华 ， 马爱斌 ， 张开骁 ， 江静 华 ， 吴浩铭 ， 宋 丹 ， 何 青
（ １ 河海大学力学与材料学 院， 南京 ２ １ ０ ０ ９ ８ ； ２ 福莱德 连接器科 技有限公司 ， 常熟 ２ １ ５ ５ ０ ０ ）
关 键 词 电沉积 Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ 太 阳电池 文献标识码 ： Ａ 中图 分 类 号 ： ＴＫ ５ １ ４
Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ Ｏ ｄ ｅ ｐ Ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ０ ｎ ｏ ｆ ＣＩ ＧＳ Ｔｈｉ ｎ Ｆｉ ｌ ｍｓ Ｓ ｏ ｌ ａ ｒ Ｃｅ ｌ ｌ ＬＩ Ｙｕ ｈ ｕ ａ ，Ｍ Ａ Ａｉ ｂ ｉ ｎ ，Ｚ ＨＡＮＧ Ｋａ ｉ ｘ ｉ ａ ｏ ，Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ ，Ｗ Ｕ Ｈａ ｏ ｍｉ ｎ ｇ 。 ，
者具有相似的结构， 属于 Ｉ 一 Ⅲ一 Ⅵ族化合物， 在室温下具有黄 铜矿 结构 ， 是 四方 晶 系＿ １ ］ 。由 Ｃ ｕ Ｓ ｅ 。 － Ｉ ｎ Ｓ ｅ 。 相 图分 析 可 知 ，
Ｃ ｕ ｌ ｎ Ｓ ｅ 有 较大 的化学 组成 容错 区 间 ， 约 可 容许 ５ （ 摩 尔分 数） 的变异 ， 这 表示薄 膜 成 分在 一 定 限度 内即使 偏 离 Ｃ ｕ 、 Ｉ ｎ 、 Ｓ ｅ 标准 化学计 量 比 １： ｌ： ２ 时， 仍 然可 保 持 黄铜 矿 结 构 （ 图 １ ） ， 且 具有 相 同的 物理 和化 学 性 质 。在 薄 膜制 备 过 程 中 ， 可
2023年铜铟镓二硒电池行业市场前景分析
2023年铜铟镓二硒电池行业市场前景分析铜铟镓二硒电池，也称为CIGS电池，是一种太阳能电池。
它是由铜（Cu）、铟（In）、镓（Ga）和硒（Se）构成的，用于转换光能为电能。
CIGS电池有许多显著的优点，如高效转换率、高耐久性、柔性和轻便。
与其他太阳能电池技术相比，CIGS 电池具有更低的成本，可生产出大量高效设备。
CIGS电池市场前景分析可以从以下几个方面考虑：1.市场规模分析目前，CIGS电池市场规模不算很大。
但是，近年来人们对可再生能源的需求逐渐增加，太阳能电池在市场上的需求量也在增加。
随着技术的不断进步，CIGS电池的市场规模可能会进一步扩大。
2.发展趋势近年来，CIGS电池的效率已经有了显著提高。
研究人员正在探索新的生产方法，以进一步提高CIGS电池的效率和降低成本。
其中一种生产方法是利用溶液法制备CIGS 太阳电池，该方法相对低成本，能够生产出高水平的CIGS电池。
还有研究者发展了经济实用的溶胶-凝胶方法，使CIGS电池的效率更高。
这些技术的发展将推动CIGS 电池的发展，并使其更具竞争力。
3.应用领域CIGS电池可用于各种应用领域。
例如，它们可以应用于建筑物、交通运输、农业等领域，为这些领域提供电力。
CIGS电池的高效率和柔性设计使其成为绿色能源领域的优选选择。
此外， CIGS电池可用于航空航天技术、电子产品等领域。
这些应用领域的广泛性将进一步推动CIGS电池的市场发展。
4.地域分析目前，CIGS电池的主要生产商集中在欧亚地区。
然而，其他地区也在逐渐涉足CIGS 电池的生产和应用。
在未来，亚洲、北美等地区的CIGS电池制造商可能会增加，这将使CIGS电池市场规模进一步扩大。
总之，尽管CIGS电池的市场规模目前不大，但是随着可再生能源的需求增加，CIGS 电池的市场前景可能会越来越广阔。
技术的进步和生产方法的创新将推动CIGS电池的发展，从而提高其效率和降低成本。
此外，CIGS电池的应用领域也很广泛，并不单纯局限于太阳能领域。
CIGS薄膜太阳能电池研究现状及发展前景
万方数据万方数据万方数据产线正在建设中，他们的技术路线是Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅ共蒸发，并进行２次硒化，平均转换效率８．５％。
ＷｕｒｔｈＳｏｌａｒ公司在德国的一所学校的屋顶上设置了一个５０ｋＷ的ＣＩＧＳ组件发电系统，是现在世界上最大的ＣＩＧＳ发电系统。
从已经开始生产的生产线工艺路线上看。
以Ｃｕ、ｌｎ、Ｇａ溅射成膜然后硒化的技术路线是主流技术。
日本的昭和壳牌石油、美国的ＳｈｅＩＩＳｏＩａｒ公司、ＧＳＥ公司都采用此种工艺路线，特点是组件效率较高，生产工艺稳定。
德国的ＷｕｒｔｈＳｏＩａｒ公司采用Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅ共蒸发，并进行２次硒化工艺，效率较低，工艺不稳定。
日本松下电器也采用共蒸发工艺，虽然组件的最高效率较高，能达到１５％～１６％，但是工艺非常不稳定，经过１０年的开发，到现在也不能实现中试水平的生产。
由此可见以Ｃｕ、ｌｎ、Ｇａ溅射成膜加硒化为主的工艺路线将成为ＣＧＳ组件生产的主流。
从以上的情况可以看出，无论研发的时间和历史、研究力量、研究公司的数量还是从国外所达到的光电转化效率以及成品率的数据，国外的研究水平都是国内所无法企及的。
与国际上研究开发的力度和规模相比较，国内对ＣｌＧＳ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３Ｏ０万人民币。
相关基础研究水４６Ｊ新衄斟产业２０惦．４平较低，国内目前达到的实验室最高光电转化率仅约为１０％。
以产业化为目的的研究项目有南开大学光电子所的“２００１年能源技术领域后续能源技术主题太阳能薄膜电池”８６３项目ＣＩＧＳ课题，科技部资金支持强度约２０００万人民币，目标是建成０．３ＭＷ中试线。
大约在２００１年以前国内从事ＣＧＳ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作者所在的清华大学机械工程系功能薄膜研究室。
之后如北京大学重离子实验室、清华大学材料科学与工程系、中国科技大学等也开始开展ＣＳ系太阳能电池的研究。
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ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ６ ０ ６ ６ ． ２ ０ １ ７ ． ０ １ ． ０ １ ９
２ 期
Ｃ Ｉ ＧＳ太 阳 能 薄膜 电池 组件 的应 用 现 状 与 市 场 优 势
杨海 云
ｌ 耐 褥 温＿ 蜒 顿 城 端ｒ
ｂ 背电 极膜 艨
轻 质 锅 念 愈 背 佩 导 轨ｒ
接 线 盒 戮黼
图１ Ｇ Ｉ Ｇｓ 太 阳 能薄 膜 电池 组 件 断 面 结 构 示 意 图
属／ 半导体 化合物膜 层 （ Ｍｏ ／ Ｃ ｕ Ｉ ｎ Ｇａ Ｓ ｅ ／ Ｉ ｎ Ｓ ／ Ｚ ｎ Ｏ／ Ｚ ｎ Ｏ： Ａ１ ） 构 成光 电转 化 的半导 体 电子器 件 。封装 胶 片层 是为 了阻 挡外 部 的水 蒸 汽 、 灰尘 以及 紫外 线 的长期 照射 ， 起 到延 长组 件产 品寿命 的 目的 。
建 材 世 界
２ ０ １ ７ 年
第３ ８ 卷
第 １ 期
２ Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ太 阳 能 薄 膜 电池 组 件 特 点
此类 太 阳能 薄膜 组 件质 量轻 ， 脱 离 了传统 意义 上 的单 晶硅 、 多 晶硅 组 件 的 质量 束 缚 ， 是新 型 的太 阳能 薄 膜组 件 ， 也是 高科 技 的现 代产 物 。德 国 Ａｖ ａ ｎ ｃ ｉ ｓ 公 司生产 的 Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ太 阳能薄 膜 电池 组 件产 品 ， 是 典 型 的高级 化合 物 薄膜 太 阳能 电池 ， 其产 品 中 的 Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｍａ ｘ系列是 目前 国际光伏 市场 的著 名 品牌 。 Ｃ Ｉ ＧＳ太 阳能 薄膜 电池 组件 具有 柔 和 、 均 匀 的黑 色外观 ， 其 基本 特性 见表 １ 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ＣＩ ＧＳ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｆ ｉ ｌ ｍ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ，ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｔ ｓ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ
过背 面 导 轨 完 成 组 件 和 支 架 的 连 接 。 金
ｌ ｆ 减反胺
ｌ盏板玻璃
Ｉ
丝 网印 刷 黑 胶层
Ｊ
—
封装胶 片
Ｚ ｎ Ｏ： Ａ Ｉ 前 电极 膜 层
汇 流 铜 带
本缸 Ｅ Ｚ ｎ Ｏ 商 阻 膜 层 ■ｎ ｓ 窗 睦膜 层
ｕ Ｉ ｎ Ｇｎ Ｓ ｅ 光 吸 收 膜层
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ＣＩ ＧＳ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｆ ｉ ｌ ｍ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ； ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｉ ｃ ｍａ ｒ ｋ ｅ ｔ ； ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ
Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ太 阳能薄 膜 电池组 件外 形美 观 、 性能稳定 、 环保节能、 温度系数低、 弱光效应好 ， 总 体 发 电性 能 优 越； 广泛 应 用于 大型 地面 光伏 电站 以及 国内外屋 顶光 伏 电站 中 ， 尤 其适 用 于光伏 建筑 一体 化 中 ， 为绿色 发 展 、 转 型发 展 、 可持 续发 展注 入新 动力 、 增 添新 活力 。
Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｒ ｋ ｅ ｔ Ａｄ ｖ ａ ｎｔ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ＣＩ ＧＳ Ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ＦＪ ｉ ｍ Ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ
ＹＡ Ｎ Ｇ Ｈ ａｉ — ｙｕｎ
（ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｔｒ ｉ ｕ ｍｐ ｈ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ Ｃｏ， Ｌｔ ｄ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ６ ３ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
１ ＣＩ ＧＳ太 阳 能 薄膜 电 池 组 件 基本 结构
该 类 产 品 是 一 种 典 型 的 双 玻 光 伏 组 件， 其 结构 组 成如 图 １所 示 。其 中 ， 盖板 玻 璃 为压延 超 白高 透 光 玻 璃 ， 玻 璃 生 产 时 在 其 表面形 成 压纹 ， 构成 减反 层 ， 增 加玻 璃 通 光 率 。基 板 玻 璃 为 中高 铝 的 耐 高 温 玻 璃 ， 满 足沉 积 电池半 导体 膜层 的高 温工 艺 。丝 网印刷 黑胶 层是 为 了 阻挡 汇 流 铜 带 ， 使 产 品更加 美观 。汇 流铜 带 汇集 各个 子 电池 的 电流 到接线 盒 。接线 盒是 组 件 之 间 串并联 的连接 器 。轻质 铝合 金 背 面导 轨是 为 了增 加 产 品 的机 械 强 度 ， 在 建 设 光 伏 电 站 时 通
ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｉ ｃ ｍａ ｒ ｋ ｅ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｒ ｋ ｅ ｔ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ＣＩ ＧＳ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｆ ｉ ｌ ｍ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ．
（ 中国建 材 国际工 程集 团有 限公 司 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ６ ３ ）
摘 要 ： 该 文介 绍 了 Ｃ Ｉ ＧＳ太 阳能 薄 膜 电 池组 件 的 结 构 与 特 点 ， 阐述 了 Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ 太 阳 能 薄 膜 电 池 组 件 的 应 用现 状 与
市场优势 。
关键 词 ： ＣＩ Ｇ Ｓ太 阳 能 薄 膜 组 件 ； 光伏 市 场 ； 绿 色能源