铜铟镓硒薄膜太阳能电池技术与市场分析

合集下载

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

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。

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。

2022-2022年中国铜铟镓锡薄膜太阳能电池行业市场分析及发展前景

2022-2022年中国铜铟镓锡薄膜太阳能电池行业市场分析及发展前景2022-2022年中国铜铟镓锡薄膜太阳能电池行业市场分析及发展前景预测报告2022-2022年中国铜铟镓锡薄膜太阳能电池行业市场分析及发展前景预测报告中国产业研究报告网2022-2022年中国铜铟镓锡薄膜太阳能电池行业市场分析及发展前景预测报告什么是行业研究报告行业研究是通过深入研究某一行业发展动态、规模结构、竞争格局以及综合经济信息等，为企业自身发展或行业投资者等相关客户提供重要的参考依据。

企业通常通过自身的营销网络了解到所在行业的微观市场，但微观市场中的假象经常误导管理者对行业发展全局的判断和把握。

一个全面竞争的时代，不但要了解自己现状，还要了解对手动向，更需要将整个行业系统的运行规律了然于胸。

行业研究报告的构成一般来说，行业研究报告的核心内容包括以下五方面：2022-2022年中国铜铟镓锡薄膜太阳能电池行业市场分析及发展前景预测报告行业研究的目的及主要任务行业研究是进行资源整合的前提和基础。

对企业而言，发展战略的制定通常由三部分构成：外部的行业研究、内部的企业资源评估以及基于两者之上的战略制定和设计。

行业与企业之间的关系是面和点的关系，行业的规模和发展趋势决定了企业的成长空间；企业的发展永远必须遵循行业的经营特征和规律。

行业研究的主要任务：解释行业本身所处的发展阶段及其在国民经济中的地位分析影响行业的各种因素以及判断对行业影响的力度预测并引导行业的未来发展趋势判断行业投资价值揭示行业投资风险为投资者提供依据2022-2022年中国铜铟镓锡薄膜太阳能电池行业市场分析及发展前景预测报告2022-2022年中国铜铟镓锡薄膜太阳能电池行业市场分析及发展前景预测报告【出版日期】2022年【交付方式】Email电子版/特快专递【价格】纸介版：7000元电子版：7200元纸介+电子：7500元【报告超链】/report/R01/R0105/202204/06-198000.html报告摘要及目录报告目录：第一章铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池概述1第一节太阳能概述1一、太阳能的相关概述1二、太阳辐射与太阳能1三、太阳能的利用方式2四、太阳能利用的优缺点2五、中国太阳能资源的分布3第二节太阳能电池概述7一、太阳能电池的定义7二、太阳能电池的原理7三、太阳能电池的分类9四、CIGS电池在太阳能电池中的地位11第三节铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池概述11一、CIGS太阳能电池的概念11二、CIGS太阳能电池的结构11三、CIGS薄膜太阳电池的优势12四、CIGS薄膜制备的工业特点13第二章2022-2022年全球光伏电池市场的发展分析14第一节2022年全球光伏电池产量情况14一、2022年全球光伏电池总体产量统计14二、2022年全球薄膜光伏电池产量统计15三、2022年全球晶体硅光伏电池产量统计18第二节2022-2022年全球光伏市场发展情况20一、2022-2022年全球光伏发电装机容量统计20二、2022-2022年美国光伏发电装机容量统计222022-2022年中国铜铟镓锡薄膜太阳能电池行业市场分析及发展前景预测报告三、2022-2022年德国光伏发电装机容量统计22四、2022-2022年日本光伏发电装机容量统计23五、2022-2022年西班牙光伏发电装机容量统计23六、2022-2022年意大利光伏发电装机容量统计24七、2022-2022年其他主要国家光伏发电装机容量统计24八、2022年世界主要国家光伏发电装机容量预测25第三章2022-2022年全球CIGS太阳能电池发展分析28第一节2022-2022年全球CIGS太阳能电池发展分析28一、2022年全球CIGS光伏电池产能统计28二、2022年全球CIGS光伏电池产量统计29三、2022年全球CIGS电池主要厂商概况30四、2022年全球CIGS电池市场发展概况34第二节2022-2022年美国CIGS太阳能电池发展分析35一、美国CIGS薄膜太阳能电池发展分析35二、美国推出CIGS薄膜电池技术路线图37三、美国PacWet拟将CIGS光伏生产线移至巴西38四、美国CIGS薄膜开发商Stion称CIGS电池转换效率达23.2%38第三节2022-2022年日本CIGS太阳能电池发展分析39一、日本研制成功CIGS太阳电池新制法39二、日本采用CIGS电池技术试制图像传感器40三、日本柔性型CIGS电池研制获得重大进展40第四节2022-2022年其他地区CIGS太阳能电池发展分析41一、台湾铼德CIGS太阳能电池现状41二、德国Q-CellQ-Cell申请破产42三、韩国SK集团5千万美元投资CIGS光伏43第四章2022-2022年中国CIGS电池及光伏产业发展情况44第一节2022-2022年中国CIGS光伏电池产业发展情况44一、中国CIGS光伏电池产业发展概况44二、广州亿元16.4CIGS项目开工建设46三、四川1.5亿美元CIGS项目开工建设47四、广西建中国最大CIGS研究生产基地47五、天津研制成功大面积CIGS电池组件47六、锦州引进200兆瓦CIGS光伏电池项目47七、威海25兆瓦CIGS电池项目开工建设48第二节2022-2022年中国薄膜太阳能电池发展面临的问题49一、中国薄膜太阳能电池发展的瓶颈49二、中国薄膜太阳能电池产业链有待完善49三、中国薄膜太阳能电池产业望政策支持50第三节2022-2022年中国薄膜太阳能电池发展的对策分析50一、加强国家与地方光伏政策的制定和完善50二、扶持技术推动型光伏设备制造业的发展502022-2022年中国铜铟镓锡薄膜太阳能电池行业市场分析及发展前景预测报告三、培育国内薄膜太阳能光伏国产市场的发展51第五章2022-2022年CIGS太阳能电池技术发展分析52第一节CIGS与CDTE太阳能电池技术选择分析52一、CdTE和CIGS电池工艺概述52二、CIGS和CdTe电池工艺的亮点63三、CIGS和CdTe电池工艺面临的难题65第二节未来CIGS太阳能电池的研究重点67一、叠层太阳能电池成为一个趋势67二、无镉缓冲层的研究67三、少In、Ga或无In、Ga新技术可成为研究热点67四、寻求简单、快速和低成本的制备工艺。

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。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池的研究现状及发展趋势

铜铟镓硒薄膜太阳能电池的研究现状及发展趋势陈裕佳指导教师：杨春利(西安建筑科技大学华清学院材料0904 01号)摘要：介绍了薄膜太阳能电池结构、性能特点以及目前在研究和生产过程中铜铟镓硒电池的制备方法；阐述了铜铟镓硒薄膜太阳能电池技术的优点，及其存在的问题和未来的前景。

关键词：铜铟镓硒，太阳能电池，薄膜Research Progress and Development Tendency of Cu(In，Ga)Se2(CIGS)Thin Film Solar CellsChen Yu Jia tutor：Yang Chun Li(Xi'an University of Architecture and T echnology Huaqing College) Abstract：The constructions and performance characteristics of thin film solar cells based on Cu(In+Ga)Se2 are introduced，including their fabrication and technological processes．A brief description of technological advantages，and the problem and prospect in the future on CIGS。

Keywords：Cu(In，Ga)Se2，solar cell，thin film1 概述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。

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，铜铟镓硒薄膜太阳电池具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等显著特点，光电转换效率居各种薄膜太阳电池之首，接近于晶体硅太阳电池，而成本只是它的三分之一，被称为下一代非常有前途的新型薄膜太阳电池，是近几年研究开发的热点。

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。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池产业发展综述

或与国外设备企业合作和依靠我国繁荣的经济形势民族企业收购国
际巨头公司等形式加快ＣＩＧＳ薄膜电池的产业化在２０１３年我们可以骄傲的说．中国已经成为薄膜太阳能领域的第一强国在收购合并发展方面．汉能控股集团既在２０１２年６月成功收购德国第一大薄膜太阳能公司Ｓｏｌｉｂｒｏ后．又于２０１３年１月９日在』匕京总部正式宣布完成对Ｍｉａｓｏｌ６的并购本次并购使汉能获得全球转化率最高的铜铟镓硒（ｃＩＧｓ）技术，成为规模、技术上皆领先全球的薄膜太阳能企业。位于美国加利福尼亚州圣克拉拉的ＭｉａＳｏ１６是全球领５Ｉ己的ＣＩＧＳ薄膜太阳能组件制造商．在十年的发展中得到投资者逾５．５亿美金的投资．市值超过２Ｏ亿美金。目前，ＭｉａＳｏｌ６的薄膜光伏组件量产转化率已达１５．５％．预计在２０１４年．其转化率将提高至１７％以上．并在两年内．将生产成本降低到０．５美元每瓦目前．汉能薄膜太阳能产能已达到３ＧＷ．超过美国第一太【ｊｃ｛能（ＦｉｒｓｔＳｏｌａｒ），成为世界上规模最大的薄膜太阳能企业。同时，汉能拥有非晶硅一锗、非晶硅一纳米硅、铜铟镓硒等７条全球领先的薄膜技术路线．而最新完成并购的ＭｉａＳｏ１６技术．将形成对汉能现有技术的有益补充汉能正积极拓展全球光伏应用市场。目前，已与新疆、青海、宁夏、江苏、海南、山东、河北等省区以及欧洲多国签订了约１０ＧＷ（１０００万千瓦）的太阳能电站建设协议．其中包括已建成的宁夏吴忠太＿ｊ［ＪＬ ¨ ２０ＭＷ、青海海南州５０ＭＷ等地面电站：广东河源、意大利拉奎拉、俄罗斯乌苏里斯克中俄经济开发区等地的屋顶电站。在引进合作方面．２００８年２月．山东孚目光伏科技有限公司德国的Ｊｏｈａｎｎａ合作．引进两条ＣＩＧＳＳｅ（铜铟镓硫硒化合物）商业化生产线．每条设计产能为３０ＭＷ，设备总价约为１１１７５万欧元。２０１０年卜产线进入联动运行测试阶段．１０月．孚日光伏生产的ＣＩＧＳ大面积生产组件（面积为ｌｍ２）的效率达到１４．３％．当年产量达到２２ＭＷ：２０１０年．由高赛（香港）有限公司及苏州市木渎新区经济技术发展总公司台资设立的苏州高赛太阳能技术有限公司生产出轻质柔性衬底ＣＩＧＳ器件．年产能为２５ＭＷ．平均转化效率达到１０．５％；台湾威奈联合科技股份有限公司采用溅射硒化制备工艺生产出大面积玻璃衬底Ｃ１ＧＳ件．组件平均转化效率达到１０．２％．与威海中玻光电有限公司、四川攀枝花及辽宁本溪等均有合作项目及意向在自主创新方面．虽然ＣＩＧＳ的试验室转换效率已达２０３％，接近晶硅电池的试验室转换效率．但大规模商业量产和明显技术优势尚未出现．使内企业通过走自主创新路线掌握核心技术．从事高附加价值的太阳能电池制造的构想成为可能２００９年１月，天津滨海新区的罔家８６３铜铟镓硒薄膜太阳电池中式基地中试工艺设备与大面积材料和器件开发取得进展．成功研制出有效面积为８０４ｃｍ的玻璃衬底ＣＩＧＳ薄膜太阳电池组件．光电转换效率为７％．标志着我国自主研发掌握了制造ＣＩＧＳ薄膜太阳电池设备、工艺以及电池组件核心技术，完成了实验室小面积太阳能电池技术向大面积中试技术的跨越：２（）ｌ０年６月．青岛昌盛日电太阳能科技有限公司中试生产的ＣＩＧＳ薄膜阳能电池光电转换效率达到９．５％，并自主研发搭建了量产火尺、』ＣＩＧＳ薄膜太阳能电池的生产试验线

铜铟镓硒薄膜太阳能电池项目投资计划书

铜铟镓硒薄膜太阳能电池项目投资计划书一、项目概述本项目旨在建立一个铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池生产线，生产高效、绿色、环保的太阳能电池组件。

本项目涵盖了从原料采购、生产工艺、生产线建设到成品生产的全过程，其产能为每年100MW。

同时，本项目将依托目前发达的互联网科技，建立完善的智能化生产系统，使生产过程更为高效、可控、智能化。

二、市场分析近年来，环保、节能成为全球范围内的热点，太阳能电池作为一种典型的清洁能源，其应用前景广阔。

目前太阳能电池全球市场需求呈现快速增长态势，年复合增长率约为30%。

而铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池因其转换效率高、成本低、环保性好等特点被誉为第四代太阳能电池，其在国际市场上占据着重要的地位。

根据市场调查，未来5年内，该产业市场需求量将会持续上涨。

三、投资规模及资金用途本项目总投资约为5000万元，其中银行贷款2000万元，自筹资金3000万元。

投资用途包括：1.生产线建设：2000万元，包括设备采购及调试、建筑、水电修建等；2.原材料采购：1000万元，包括硒粉、铜片、铟锭、镓锭等；3.研发成本：500万元，包括产品研发、智能化系统研发等；4.运营资金：500万元，包括生产线运营、物流配送、市场宣传等。

四、预期收益及市场前景本项目将以市场为导向，依托国内外广阔的市场客户资源和成熟的产业链，建成一条世界先进、高质量的铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池生产线。

预计项目建成后，利润约为1000万元/年，年产能100MW。

未来，随着环保意识的提升，太阳能电池的市场需求将会进一步提升，CIGS薄膜太阳能电池的占有率也有望提升。

本项目将切入市场的高端、高附加值领域，在国内外市场逐渐占据一定的市场份额，并从中获得可观的经济效益。

五、风险分析本项目存在的主要风险如下：1.市场风险：目前太阳能电池市场竞争激烈，而CIGS薄膜太阳能电池市场占有率较低，存在一定的市场风险。

2.投资回报风险：由于成本、技术、市场等多因素影响，投资回报的预期收益存在风险。

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。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池的发展现状以及应用前景

铜铟镓硒薄膜太阳能电池的发展现状以及应用前景
铜铟镓硒（Copper indium gallium selenide，简称CIGS）是一
种多元化合物，具有很高的太阳能转化效率和较低的制造成本，因此在太阳能电池领域具有广阔的应用前景。

CIGS薄膜太阳能电池的发展现状：
1. 高效率：CIGS太阳能电池在太阳光转化效率方面有很大优势，实验室内已经达到了记录级的2
2.9%的转化效率。

2. 高稳定性：CIGS太阳能电池的稳定性得到了显著提高，可
以在长时间的使用中保持高效率。

3. 制造成本下降：CIGS太阳能电池的制造成本较低，尤其是
相对于传统的硅太阳能电池来说，具有更低的材料成本和制造工艺成本。

4. 柔性：CIGS太阳能电池可以制备成柔性薄膜，适用于各种
形状的曲面和可弯曲应用场景。

CIGS薄膜太阳能电池的应用前景：
1. 太阳能电池板：CIGS薄膜太阳能电池板可以应用于建筑物
表面、车顶、广告牌等空间有限的地方，充分利用阳光资源。

2. 移动设备：CIGS薄膜太阳能电池可以制成柔性薄膜，适用
于手机、平板电脑等移动设备的充电，提供便捷的电力来源。

3. 无人机和航天器：CIGS薄膜太阳能电池的高效率和轻量化
特性使其成为无人机和航天器的理想能源来源，延长了使用时间和行程。

4. 农业和农村电力供应：CIGS薄膜太阳能电池可以在农田上
布置，为农业用电提供清洁能源，同时可以解决农村地区的电力供应问题。

总的来说，CIGS薄膜太阳能电池具有高效率、低成本、柔性和广泛的应用领域，未来有望在太阳能电力领域取得更大的发展。

CIGS电池技术分析

CIGS电池技术分析本文主要阐述铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池的研究进展，概述了CIGS薄膜太阳能电池的薄膜构成及特性。

介绍了CIGS薄膜吸收层的制备技术，如多元共蒸发法、溅射后硒化法及缓冲层的制备技术。

1、CIGS薄膜太阳电池的结构及性能特点CIGS是一种半导体材料，是在通常所称的铜铟硒(CIS)材料中添加一定量的ⅢA族Ga元素替代相应的In元素而形成的四元化合物。

鉴于添加Ga元素后能适度调宽材料的带隙，使电池的开路电压得到提高，因此，近年来CIGS反而比CIS更受关注。

本文中描述的CIGS和CIS将具有同等意义。

单晶硅、多晶硅以及非晶硅属于元素半导体材料，尤其单晶硅，在电子、信息科学领域占据着不可撼动的地位，作为硅太阳电池，只是它诸多的重要应用之一。

与硅系太阳电池在材料性质上有所不同的是，CIGS属于化合物半导体范畴。

固体物理学的单晶硅金刚石型晶体结构和CIGS黄铜矿型晶体结构如图1所示。

图1：:晶硅金刚石结构和CIGS黄铜矿结构太阳电池的基本原理是光生伏特效应:光照下，pn结处的内建电场使产生的非平衡载流子向空间电荷区两端漂移，产生光生电势，与外路连接便产生电流单结CIGS薄膜太阳电池的基本结构由衬底、背电极层、吸收层、缓冲层、窗口层、减反层、电极层组成。

典型的CIGS薄膜太阳电池的结构为:Glass/Mo/CIGS/ZnS/i-ZnO/ZAO/MgF2，如图2所示。

图2CIGS是一种直接带隙材料，对可见光的吸收系数高达105(cm-1)，优于其他电池材料。

对比图3中的各种薄膜电池材料吸收系数的曲线，可知CIGS材料的吸收系数最高。

CIGS薄膜电池的吸收层仅需1～2mm厚，就可将阳光全部吸收利用。

因此，CIGS最适合/做薄膜太阳电池，其电池厚度薄且材料用量少，大大降低了对原材料的消耗，减轻了In等稀有元素的资源压力。

除了材料上的有点之外，CIGS薄膜太阳能电池还具有抗辐射能力强、发电稳定性好、弱光发电性好、并且转换效率是薄膜太阳能电池之首，目前室内转换效率可达20%。

铜铟镓硒

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。

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。

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。

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％。

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

能源材料铜铟镓硒太阳能电池

移动能源系统需要具备快速充电和长寿命等特点，铜铟镓硒太阳能电池具有较高的光电转换效率和较长的使用寿命，能够满足移动能源系统的需求。例如，在电动汽车中安装铜铟镓硒太阳能电池，能够实现车辆行驶过程中的充电和停车时的补充充电，提高电动汽车的使用便利性和续航能力。
05
铜铟镓硒太阳能电池的未来发展前景
技术进步与成本降低
约。
生产过程环保压力大
03
铜铟镓硒太阳能电池在生产过程中会产生一定的环境污染，需
要采取有效的环保措施。
04
铜铟镓硒太阳能电池的应用场景
分布式发电系统
分布式发电系统是一种分散式的能源供应系统，能够满足特定区域内的能源需求。铜铟镓硒太阳能电池作为分布式发电系统中的一种高效太阳能电池，具有较高的光电转换效率和稳定性，能够为建筑物、家庭和商业设施提供可靠的电力供应。
光伏电站的建设需要考虑地理位置、气候条件、土地资源等因素，铜铟镓硒太阳能电池具有较高的光电转换效率，能够提高光伏电站的发电量和经济效益。
移动能源系统
移动能源系统是指能够移动的能源供应设备，如电动汽车、无人机等。铜铟镓硒太阳能电池作为一种轻便、高效的光伏器件，在移动能源系统中具有广泛的应用前景。
性能稳定。
弱光性能好
在弱光条件下，铜铟镓硒太阳能电池也能保持较好的光电转换效率。
适用范围广
铜铟镓硒太阳能电池可在不同气候和环境下使用，具有较广的应用范
围。
局限性
成本高
01
铜铟镓硒太阳能电池的制造成本较高，导致市场价格相对较高。
对原料依赖性强
02
铜铟镓硒太阳能电池的原料供应有限，对产业发展存在一定制
分布式发电系统通常采用并网运行方式，将铜铟镓硒太阳能电池与其他可再生能源技术相结合，如风能、地热能等，实现多种能源的互补和优化。

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。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件

铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件是一种新型的太阳能电池技术，具有高效能、轻薄柔性等特点，被广泛应用于光伏发电领域。

本文将就铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件的原理、特点、应用以及未来发展进行介绍。

一、铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件的原理铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件是一种薄膜太阳能电池技术，其工作原理基于光电效应。

当太阳辐射照射到铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件上时，光子会被组件吸收并激发出电子-空穴对。

然后，这些电子-空穴对会在电场的作用下分离，形成电流。

最后，这些电流会被导线引出，从而产生电能。

1. 高效能：铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件具有高能量转换效率，可以将太阳能转化为电能的效率达到20%以上。

这使得它比传统的硅基太阳能电池更高效。

2. 轻薄柔性：铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件采用薄膜技术制造，相比硅基太阳能电池更轻薄柔性。

这使得它可以应用于一些特殊场合，如曲面建筑、柔性设备等。

3. 稳定性好：铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件具有较好的稳定性，可以长时间稳定工作而不易受到环境影响，适用于各种气候条件下的应用。

三、铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件的应用铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件由于其高效能和轻薄柔性的特点，被广泛应用于光伏发电领域。

它可以应用于屋顶发电、太阳能车辆、太阳能充电设备等各种场合。

同时，由于其柔性特点，还可以应用于一些特殊场合，如户外设备、电子设备等。

四、铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件的未来发展铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件作为一种新兴的太阳能电池技术，其未来发展前景广阔。

目前，科研人员正在努力提高其能量转换效率，降低制造成本，进一步提高其在光伏发电领域的应用前景。

预计，在不久的将来，铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件将成为光伏发电领域的主流技术之一。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件是一种高效能、轻薄柔性的太阳能电池技术。

它的工作原理基于光电效应，具有高能量转换效率和良好的稳定性。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件被广泛应用于光伏发电领域，未来发展前景广阔。

铜铟稼硒太阳能电池

1988年，CIS薄膜电池的研究取得了重大进展。ARCO公司(现美国 Shell公司前身)采用溅射Cu、In预置层薄膜后，用H2Se硒化的工艺制备了转换效率达到14. 1%的CIS电池，电池I--V曲线及各性能参数见图6.3。 ARCO制备的电池采用玻璃衬底/Mo层/CIS/CdS/ZnO顶电极结构，这种器件结构的设计增大了电池的短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)。其中缓冲层CdS厚度低于50nm，可以透过大量的光并拓宽了吸收层的光谱响应，使电池的短路电流密度达到了41mA/cm2。另外，织构ZnO抑制了光学反射也对Jsc有贡献。ARCO公司的成功使溅射预置层后硒化法和多元共蒸发法共同成为制备高效率CIS薄膜电池的主流技术。
CIGS薄膜光伏组件发展始于小面积电池效率超过10%以后。很多公司一直致力于CIGS薄膜电池的产业化发展，并在组件的研制方面取得了很大的进展. 见图6.5。NREL在小面积电池中绝对领先，瑞典乌勃苏拉大学(ASC) 小组件的研制处于最高水平，2003年19.59cm2的组件效率达到了16.6%。在这些公司中，美国ARCO SOLAR在大面积CIGS I组件研制中处于领先水平。1987年，ARCO公司采用溅射金属预制层，用H2Se硒化的两步工艺在小面积 (3.6cm2)电池效率12.5%的基础上制备大面积组件。在65cm2的面积上制作14个子电池串联的组件效率为9.7%，在30× 30cm2上制作50个子电池的组件效率达到9.1% 。此后该公司几经转手，2001年成为美国Shell Solar公司。该公司在溅射后硒化的基础上开发了快速热处理（RTP)技术，使10× 10cm2组件的效率达到14.7%，2004年制备的60cmX90cm的大面积组件效率为13. 1%，单片输出功率可到65Wp，达到产业化水平。