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。     

CIGS太阳电池的低成本制备工艺

目前铜铟镓硒(CIGS)太阳电池的工业化生产基本采用真空技术制备,需要很大的设备投资,生产周期长,增加了生产成本。详细介绍了几种具有潜在应用前景的低成本直接制备工艺:电沉积、丝网印刷、热解喷涂。这几种方法都使用简单、快速的非真空设备,预组装成分子级别的前驱物层,经化学或热处理形成CIGS薄膜。前驱物的选择,杂相的去除,以及后处理条件是影响非真空工艺的关键因素。     

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。     

Culnse_2/CdS薄膜太阳电池的制备工艺

分别用三源共蒸发法和双源共蒸发法制备出CuInSe_2(简称CIS)膜和CdS膜,p型CIS与n型CdS组成异质结太阳电池.提高此种太阳电池性能的关键是必须严格控制工艺条件使CIS膜达到合适的组分比和电阻率.在空气中退火能大幅度提高太阳电池性能.     

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。     

低温三步法制备柔性CIGS太阳电池

以聚酰亚胺(PI)为衬底的柔性铜铟镓硒[Cu(In,Ga)Se2,简称CIGS]太阳电池因其极高的质量比功率受到广泛的关注与研究。采用低温"三步法"共蒸发工艺制备吸收层CIGS薄膜,在第二步时薄膜会经历富Cu的生长过程,并通过拉曼检测到CuxSe生成。通过X射线衍射光谱法(XRD)分析CIGS薄膜晶体结构,薄膜择优取向呈现为(220)/(204)晶向。扫描电子显微镜(SEM)分析发现CIGS薄膜颗粒大且致密。在PI衬底上制备的CIGS薄膜太阳电池的转换效率达到6.57%。     

铜铟(镓)硒薄膜太阳电池吸收层制备研究

铜铟(镓)硒(CIGS)薄膜太阳电池有非常高的理论转化效率,吸收系数高,稳定性好,对材料缺陷的容忍度高等优点成为了近年来电池研究的热点。介绍了目前国内外制备CuIn(Ga)Se薄膜的方法,包括真空蒸法,溅射法、电沉积法,溶剂热法,溶胶凝胶法等,阐述了每种方法制备出的铜铟(镓)硒薄膜的组成、微观结构、光伏性能及它们之间的联系。     

非平面碲硒镉薄膜太阳电池组件制备研究

随着光伏技术日益进步,其应用场景愈加细分,一些场景需要使用非平面光伏电池组件以兼顾其功能性与美观需求。基于顶衬碲硒镉薄膜太阳电池结构特点,利用玻璃热弯技术,在常压环境且充保护气体的管式炉中直接对顶衬碲硒镉薄膜太阳电池小面板进行热弯,制备了非平面顶衬碲硒镉薄膜太阳电池小组件,使用I-V测试仪对其热弯前后I-V特性进行了研究。结果表明,热弯温度为610℃时,小组件的V_OC、J_SC、FF和效率与热弯前相比未见明显衰减,热弯温度为630℃时,小组件仍能保持约10%的光电转化效率。该研究证明,当应用场景需要非平面光伏电池时,通过直接热弯顶衬碲硒镉薄膜太阳电池面板制备非平面碲硒镉太阳电池组件是可行的,这为非平面碲硒镉太阳电池组件产业化提供了一种制备方法。     

美国XsunX公司的铜铟镓硒CIGS太阳电池

XsunX公司是美国加州一家CIGSolar开发商。CIGSolar是一种混合薄膜太阳电池的制造技术。该公司通过CIGSolar技术制成的铜铟镓硒CIGS光伏电池片经美国国家可再生能源实验室NREL鉴定,其峰值转换效率达到16.36%。     

柔性薄膜太阳电池组件遮阴测试研究

通过分析薄膜太阳电池组件的遮阴测试数据,总结了遮阴对电池组件各输出特性参数的影响。讨论了当遮阴超过87.5%时,所有测试数据为0的实验结果,并作出了合理解释。     

有机薄膜太阳电池

文章阐述了有机薄膜太阳电池的工作原理,旨在提高光电转换效率的最新研究。为了推进有机薄膜太阳电池的实用化,不仅要降低成本,而且应不断提高效率和耐久性,力求达到综合性能和性价比最佳的目的。     

CIGS薄膜太阳能电池之单靶溅镀制程及应用

运用溶剂浴热法合成四元化合物Cu（InGa）Se2粉末,利用XRD、SEM、XRF及UV—Vis测定其晶相结构、形貌、成分比例及能隙后,压制成靶材,以单源靶溅镀方式溅镀薄膜,采用in—linesputter技术制造出薄膜太阳能电池模块,其转换效率达10％。单靶溅镀制程实现自动化、制程简单,设备维护成本低。     

铜锌锡硫薄膜太阳电池研究进展

Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜太阳电池的组成元素在地球上含量丰富,安全无毒,非常适合用来发展高效、廉价的太阳电池。目前,CZTS薄膜太阳电池的光电转换效率已经超过12%。总结了近年来CZTS薄膜太阳电池的研究进展情况,指出非真空工艺制备CZTS吸收层的可控性更强,更有利于提高电池性能。最后提出了优化CZTS薄膜及太阳电池性能的关键技术问题,并展望其未来发展趋势。     

高效钙钛矿薄膜太阳电池柔性组件及封装技术方法

本研究提供了一种高效钙钛矿薄膜太阳能电池柔性组件的封装方法,电池模块包括一个基座,基座上以矩阵形式排列着多个串联和平行的钙钛矿太阳能电池组件,其中每个钙钛矿太阳能电池组件被一个完全透明的底板包围在密封的钙钛矿薄膜中,该底板与高效钙钛矿薄膜太阳能电池的柔性组件是一个密封系统。每个钙钛矿太阳能电池组件被封闭在由底部底板、全透明底板和密封材料围成的密封空间内,其正负级耦合终端使得各个电池组件都是密封的。该封装方法解决了单个钛酸钙电池模块在使用过程中被损坏不易更换的问题,并且具有更好的封装效果。     

薄膜太阳电池的发展值得重视

根据当前光伏市场的迅速发展,要求人们寻找一种高效率低成本的适合规模化生产的太阳电池。作者认为,薄膜太阳电池具有优良的特性,是一种很有发展前途的低成本太阳电池。美、日、欧正在迅速成功地开展薄膜太阳电池的研究与开发,而中国在该项技术上还处于实验室研究阶段,应加快向企业化过渡。     

美国First Solar公司碲化镉薄膜太阳电池

<正>First Solar是全球最重要的碲化镉(CdTe)薄膜光伏组件制造商,它几乎可与整个产业划上等号,其以低生产成本与高转换效率,快速席卷薄膜太阳能市场,并且直接威胁结晶硅太阳电池的领导地位。与传统的晶硅技术相比,使用CdTe专利技术的太阳电池发电量更大,并拥有     

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)。     

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...     

Cu(In,Ga)Se_2薄膜太阳电池研究进展(Ⅱ)

(接上期) 温度对太阳电池性能有重要影响.温度首先通过载流子浓度、迁移率等参数影响材料的电阻率;其次是影响各层材料的禁带宽度;太阳电池各个界面上的缺陷态也由于温度不同而呈现不同的激发状态,从而影响器件性能.     

薄膜太阳电池的研究现状

综述了目前国内外研究最多的几类薄膜太阳电池,包括薄膜硅基、无机化合物类、有机类、染料敏化类、钙钛矿型薄膜太阳电池的材料、性能和转化效率等,并讨论了各自性能的优劣。结合国内外研究情况,对各类薄膜太阳电池国内研究现状和最新进展做了叙述,并探讨了薄膜太阳电池的发展趋势。