铜铟镓硒薄膜光伏电池的发展现状

第41卷第2期

2004年3月

　　　　　　　　　　　真　空　　VACUUM　　　　　　　　　　　　　　　　

Vol.41,No.2Mar.2004

铜铟镓硒薄膜太阳能电池的发展现状以及应用前景

庄大明,张　弓

(清华大学机械工程系功能薄膜实验室,北京　100084)

摘　要:首先介绍了铜铟镓硒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电池的制备方法和工艺;着重阐述了工业发达国家以及相应大公司在铜铟镓硒薄膜太阳能电池方面最新进展以及发展趋势,特别介绍了一些太阳能电池的实验室样品和组件的最高光电转化效率。也对国内在此方面的研究做了简要介绍。文中最后探讨了我国发展铜铟镓硒太阳能电池的可行性和产业化前景。关键词:铜铟镓硒;太阳能电池;薄膜;应用;可行性

中图分类号:TM914.4+2　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:100220322(2004)0220001207

State-of-artsandapplicationprospectofthinfilmsolarcellsbasedonCu(In,Ga)Se2

ZHUANGDa2ming,ZHANGGong

(LaboratoryonFunctionalThinFilms,DepartmentofMechanicalEngTsinghuaUniversity,BeijingChina)

Abstract:Theconstructionsandperformancecharacteristicsofthinlaron(In,Ga)Se2areintroducedas

.Theadvancementsanddevelopmenttendencywellastheirfabricationsandtechnologicalprcesses

ofthethinfilmsolarcellsindevelopedcounandies,especiallyontheirhighestphotoelectric.AbriefdescriptionofcurrentR&DsituationinChinaconversionefficienciesoflaboryplarcells

onCIGSsolarcellis,thefeasibilityandprospectofproductionofthinfilmsolarcellsbasedonCu(In,Ga)Se2inKeywords:Cu(Se2;solarcell;thinfilm;application;feasibility

　　在光学领域,铜铟硒(CIS)和铜铟镓硒(CIGS)

系列薄膜太阳能电池由于其优越的综合性能,受到广泛的关注。本文主要介绍了铜铟镓硒电池特点、研发现状以及产业化生产和应用前景。

阳能电池就是高效、低成本、可大规模工业化生产的

铜铟镓硒(CIGS)等化合物薄膜太阳能电池,考虑太阳能为绿色的能源和环境驱动因素,发展前景广阔。

在上述多层膜系的所有薄膜中,就其重要性来讲,当属CIGS薄膜。此类薄膜电池所具有的优势大多数源于铜铟硒(CIS)和铜铟镓硒(CIGS)的性能。

CuInSe2属于 2 2 族化合物,它是由 -

1　铜铟镓硒太阳能电池的特性和优点

铜铟镓硒薄膜太阳能电池是20世纪80年代后期开发出来的新型太阳能电池,典型结构为如下的多层膜结构: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。在20世纪90年代,CIGS薄膜太阳能电池得到长足的发展,日本NEDO的太阳能发电首席科学家东京工业大学的小长井诚教授认为:铜铟镓硒薄膜太阳能电池是第三代太阳能电池的首选,并且是单位重量输出功率最高的太阳能电池。所谓第三代太

收稿日期:2003210208

作者简介:庄大明(19632),男,浙江省奉化市人,博士,教授。

族化合物衍化而来,其中第二元素被第 族(Cu)和第 族(In)取代而形成三元化合物[1]。室温下CuInSe2的晶体结构为黄铜矿结构,与 2 族化合物的闪锌矿类似。根据Cu2Se2In2Se3相图,CuInSe2具有较大的化学组成区间,这意味着即使偏离定比组成(Cu∶In∶Se=1∶1∶2),该材料依然具有黄铜矿结构以及相似的物理和化学性质。再者CuInSe2

甚至可以直接由其化学组成的调变得到

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