CIGS薄膜太阳电池研究进展

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳电池以其具有的诸多优势成为最具发展潜力的太阳电池之一。随着CIGS薄膜太阳电池光电转换效率世界纪录的不断被刷新,继续提高电池性能、研究无Cd缓冲层材料,发展柔性衬底CIGS薄膜电池及组件,优化现有的工艺流程,开发低成本的吸收层沉积工艺,尽快将实验室技术转移为CIGS电池组件的商业化生产成为今后的研究热点。主要介绍了CIGS薄膜太阳电池近年来在这些方面的研究进展。     

蒸发法制备CIGS薄膜太阳电池的研究进展

多元共蒸发技术制备的Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜具有结晶质量高,梯度带隙,成分易于精确控制等优点,被认为是制备高效率CIGS薄膜太阳电池的最佳工艺。目前,该工艺制备的CIGS电池的实验室转换效率已经超过20%,通过改进和优化共蒸发工艺流程,继续提高电池性能、发展柔性衬底薄膜电池、尽快将实验室技术转移为CIGS电池组件的商业化生产成为新的研究热点。主要介绍了共蒸发工艺的特点,以及近年来在制备CIGS薄膜太阳电池及组件方面的研究进展。     

Cu(In_(0.7)Ga_(0.3))Se_2薄膜太阳电池的研究

采用直流溅射方法研究Cu(In0.7Ga0.3)Se(CIGS)薄膜太阳电池的背电极Mo薄膜、吸收层CIGS薄膜、缓冲层ZnS薄膜以及窗口层ZnO:Al(ZAO)薄膜的制备条件,并利用XRD、AFM和SEM对薄膜表面形貌进行表征。根据实验结果制备了性能良好的CIGS薄膜电池,并初步研究了电池的I-V特性,研究发现制备的太阳电池的填充因子大概为36%,并分析影响填充因子的原因。通过反复研究CIGS薄膜电池的制备条件,为制备高效CIGS薄膜电池奠定了基础。     

Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳电池研究进展(Ⅰ)

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)是Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物半导体材料,具有黄铜矿晶体结构,以它为吸收层的太阳电池称为CIGS薄膜太阳电池.此电池具有如下特点:(1)光电转换效率高.2008年美国国家可再生能源实验室(NREL)研制的小面积CIGS薄膜太阳电池光电转换效率已达到19.9%,是当前各类薄膜太阳电池的最高记录.     

柔性CIGS薄膜太阳电池的激光划线研究

单片集成是Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳电池组件的一种形式,可以降低电流和电阻损失,制备的关键步骤是通过划线实现子电池间的隔离和互联。超短脉冲激光划线能降低死区宽度,提高划线质量。为实现一种新型结构CIGS薄膜太阳电池组件的单片集成,采用1 064 nm波长皮秒激光对PI衬底CIGS薄膜太阳电池划线。通过对不同工艺条件划线沟道深度、结构及成分的研究发现,可以实现选择性移除CIGS薄膜太阳电池材料层,露出PI衬底或钼背电极层,划线沟道底部平整、干净,划线两侧整齐,宽度在100μm左右。     

CIGS薄膜太阳电池研究进展

由于CIGS电池结构和工艺的复杂性,达到其理论极限值还有很多问题需要光伏科学家们来解决,同时产品在产业化性能方面与实验室水平仍有一定的差距。介绍了CIGS薄膜太阳电池的特点、电池吸收层的制备工艺,介绍了近期部分CIGS电池的研究进展。     

Cu(In,Ga)Se_2薄膜太阳电池研究进展(I)

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)是Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物半导体材料,具有黄铜矿晶体结构,以它为吸收层的太阳电池称为CIGS薄膜太阳电池。此电池具有如下特点:(1)光电转换效率高。     

CIGS薄膜太阳电池柔性化

铜铟镓硒(copper indium gallium di Selenide,CIGS)被公认为最佳的薄膜太阳电池材料之一,CIGS薄膜太阳电池是一种高效的薄膜太阳电池。分析了柔性CIGS薄膜太阳电池的结构、衬底材料的选择、扩散垒的作用、吸收层和缓冲层的制备和特性,介绍了不锈钢箔、铝箔聚酰亚胺等柔性衬底CIGS薄膜太阳电池的研发情况,最后展望了柔性CIGS薄膜太阳电池的应用前景。     

Na掺杂工艺对CIGS薄膜及柔性器件性能的影响

采用共蒸发三步法在聚酰亚胺(PI)衬底上沉积CIGS薄膜,研究了Na掺杂工艺对PI衬底生长的CIGS薄膜性质及柔性太阳电池性能的影响。前掺Na工艺可有效改善吸收层CIGS薄膜电学性质,但会阻碍In、Ga互扩散,并导致CIGS薄膜结晶质量下降。这是由于在CIGS薄膜沉积过程中掺入Na原子,影响了薄膜生长的动力学过程。后掺Na工艺在提高吸收层CIGS薄膜电学性质的同时,避免了Na原子扩散对CIGS薄膜结晶质量的影响,最终提高了柔性CIGS薄膜太阳电池性能。     

裂解硒技术及在CIGS薄膜太阳电池中的应用

普通Se源提供的硒蒸气主要由活性较低的Sen大原子团构成(n≥4),这不利于生长高质量的CIGS薄膜。理论计算表明,等离子体裂解Se蒸气技术和热裂解Se蒸气技术均可以提供足够的能量使Sen大原子团裂解为高活性的Se2或Se。实验证明,裂解Se技术显著降低了CIGS薄膜生长过程中Se原料的使用量。高化学活性的硒蒸气使生长CIGS薄膜的动力学过程发生变化,显著改善了低温沉积CIGS薄膜性质,在一定程度上提高了相应的电池性能。因此,裂解Se蒸气技术在聚酰亚胺(PI)衬底CIGS薄膜太阳电池的研究及组件产业化领域具有很好的应用前景。     

铜铟镓硒薄膜太阳电池的应力问题

分析了CIGS太阳电池的总应力来自于单层膜中的沉积应力及膜层界面间的相互作用.计算得出Mo薄膜与CIGS薄膜界面晶格失配度最大,表明相对于其他界面,该界面的应力值较大.而作为缓冲层的CdS薄膜有效地改善了吸收层CIGS薄膜与窗口层ZnO薄膜的界面应力.而对于柔性衬底材料的PI薄膜,如何解决因其较大的热膨胀系数造成的热应...     

ZAO特性及其在CIGS电池中的应用

透明导电氧化物薄膜(Transparent Conductive Oxides,简称TCO)用途广泛,介绍了TCO应用于光伏领域中的铜铟镓硒薄膜(CIGS)太阳电池,是CIGS太阳电池中不可缺少的一部分。简要阐述了其可见光范围内的透明性和导电性及其成因,以及作为CIGS薄膜太阳电池中窗口层的作用。将ITO和ZAO透明导电薄膜在CIGS太阳电池的应用进行相比,以掺铝的氧化锌(ZnO∶Al简称ZAO)透明导电薄膜为例,对其性能、制备方法及过程进行了简要阐述,并概括了大面积ZAO薄膜的性能。     

铜铟镓硒柔性薄膜太阳电池

介绍了铜铟镓硒柔性薄膜太阳电池的性能、优点以及应用范围;阐述了柔性薄膜太阳电池的国内外研究现状、发展趋势;特别介绍了柔性薄膜太阳电池的典型结构以及柔性衬底材料的要求和选择,底电极、吸收层、缓冲层、窗口层、减反射膜、上电极等各功能层的制备工艺等,同时简要介绍了其产业化面临的困难和挑战.     

铜铟镓硒柔性薄膜太阳电池的制备及性能表征

以厚度为25～70mm的钛箔为衬底,直流磁控溅射法制备0.8～1.2mm的底电极Mo薄膜,而后以CuIn和CuGa靶交替溅射制得Cu-In-Ga金属预制膜,再以真空硒化法制得CuIn1-xGaxSe2薄膜。以化学浴沉积法制备缓冲层CdS,射频磁控溅射法制备ZnO和ZAO,直流磁控溅射法制备上电极,制得结构为衬底Ti/Mo/CIGS/CdS/ZnO/ZAO/Al,其光电转换效率达到7.3%(25℃,AM0)。     

薄膜太阳电池

硅太阳电池的应用日趋广泛,但昂贵的原材料成为其发展的瓶颈。薄膜太阳电池由于只需使用一层极薄的光电材料,材料使用非常少,并可使用软性衬底,应用弹性大,如果技术发展成熟,其市场面将相当宽阔。文章就迄今被人们广为关注的各类薄膜太阳电池,即非晶硅薄膜太阳电池、微(多)晶硅薄膜太阳电池、铜铟硒薄膜太阳电池、碲化镉薄膜太阳电池、染料敏化薄膜太阳电池和有机薄膜太阳电池的发展概况、技术难点和优缺点进行了论述。     

铜锌锡硫薄膜太阳电池研究综述

近些年,薄膜太阳电池技术发展迅速,其中铜锌锡硫薄膜太阳电池因其不断提高的转化效率、较低的制备成本、性能衰减小和环境友好型等优良特性成为世界各国研究的热点。介绍了铜锌锡硫薄膜太阳电池的电池结构、制备方法以及不同制备方法的效率,阐述了铜锌锡硫薄膜太阳电池的发展状况。     

柔性铜铟镓硒薄膜太阳电池

介绍了柔性铜铟镓硒薄膜太阳电池的基本结构、研究现况、关键技术,同时指出了未来面临的挑战.     

Cadmium telluride-solar powering its way to a semiconductoradvantage

Cadmium telluride is a compound semiconductor. It is used in solar cells, X-ray detectors, and gamma ray detectors. Cadmium telluride is well suited for use in solar cells, because its energy band gap is a good match with the solar spectrum. This means it has one of the highest potential efficiencies in solar cells. Also, because cadmium telluride is a thin film, it allows solar cells to be manufactured more cheaply than other materials. Because semiconductors have many applications, there has been a lot of research on different materials and their properties. Most research has been done on silicon and germanium, with silicon currently considered the most general purpose semiconductor. However, research has been done on other “high performance” semiconductors for specific applications. Cadmium telluride falls into this category     

薄膜基板太阳能电池的高效率化技术

为实现薄膜基板太阳能电池的高效率化,富士电机最近开发了利用微晶硅（μc—si）的太阳能电池。做晶硅太阳能电池需要在高速下制膜（desposition）,尽管高速制膜与转换效率之间存在着折衷关系,但通过制膜方法与条件的改善,在4倍于初期的制膜速度下,达到了等于或高于初期开发阶段的高转换效率。如将这些技术应用于多结（multi-junction）太阳能电池中,则可达到比现有薄膜基板太阳能电池更高的稳定转换效率11．7％：     

碲化镉(CdTe)太阳电池科学与技术(英文)

多晶薄膜碲化镉(CdTe)太阳电池在光代转换地面应用方面很有发展前途.目前CdTe太阳电池转换效率接近16%.高效簿膜CdTe太阳电池是以硫化镉(CdS)作匹配的异质结太阳电池.符合器件要求的CdS薄膜有多种淀积技术,而从水溶液中生成的方法是最经济的.符合器件要求的CdTe薄膜有多种廉价淀积方法,包括近距离升华、元素联合蒸汽淀积、电沉积、丝网印刷和喷镀等.本文讨论CdS和CdTe薄膜的制备与性能,以及CdS/CdTe异质结太阳电池的特性.