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1、技CIGS薄膜太陽電池研究進展楊江波，劉仕偉，任斌(1．中國電子科技集團公司第十八研究所，天津300384；2．海軍裝備部，北京100841)摘要：由于CIGS電池結構和工藝的復雜性，達到其理論極限值還有很多問題需要光伏科學家們來解決。同時產(chǎn)品在產(chǎn)業(yè)化性能方面與實驗室水平仍有一定的差距。介紹了CIGS薄膜太陽電池的特點、電池吸收層的制備工藝，介紹了近期部分CIGS電池的研究進展。關鍵詞：CIGS；太陽電池；進展中圖分類號：TM914．4文獻標識碼：A文章編號：1002—087X(2014)08-1587-04Rese
2、archprogressofCIGSthinfilmsolarcellsYANGJiang—bo，LIUShi-wei2，RENBin2(1．ri~jmInstituteofPowerSources，Tianjin300384，China；2．EquipmentDepartmentofPLANavy,Bebig100841，China)Abstract：BecauseofthecomplexityofthestructureandtechniqueoftheCIGSsolarcells，therearesomanyp
3、roblemstobesolvedbyPVresearcherstoachieveitstheoryperformance．Thereisstilladistancebetweenindustryperformanceandlableve1．ThecharacteristicoftheCIGSsolarcellswasdescribed。Severalproductionmethodsoftheabsorberlayerwereintroduced．TherecentdevelopmentofseveralCIGSs
4、olarcellswasrevived．Keywords：CIG$；solarcels；progress銅銦硒(CIS)系薄膜太陽電池具有黃銅礦結構_l1，通過摻入1．5eV[4]，帶隙可調使CIGS薄膜太陽電池光譜響應范圍與太Ga元素，形成Cu(In，Ga)Se：(CIGS)四元半導體材料(如圖1)陽光譜更加匹配，這也是相對于si系太陽電池的最大優(yōu)勢；為吸收層的CIGS薄膜太陽電池(CIGS電池)。與其他薄膜太(4)較好的弱光特性，CIGS電池優(yōu)良的弱光性能取決于吸陽電池相比，CIGS電池的特點有：收材料中對銅含量
5、具有較大的寬容度，可以通過改變吸收層(1)較高的光電轉換效率，2013年，德國氫能和可再生能中的銅含量來提高電池的電阻率，減小弱光條件下電池效率源研究中心(zsw)刷新了美國國家可再生能源實驗室(NREL)的衰退；創(chuàng)造的世界記錄，制備面積為0．5cm2的CIGS薄膜太陽電池f51較好的穩(wěn)定性，CIGS薄膜太陽電池具有較強的抗輻照轉化效率達到20．8％，該電池的性能得到了德國FranhoferISE能力，可滿足空間應用，日本的NASDA進行了模擬宇宙環(huán)境的鑒定【2J，未來CIGS電池效率還有進一步提升的空間；的電子和中
6、子照射實驗，證明了CIGS電池的抗輻射能力高于(2)具有高的光吸收系數(shù)，CIGS吸收層是直接帶隙半導體GaAs太陽電池和晶硅電池，此外，多年戶外試驗表明CIGS電材料，其可見光吸收系數(shù)高達10scm數(shù)量級，吸收層膜厚度池及其光伏組裝件具有非常優(yōu)秀的穩(wěn)定性；1～2Ixm時就可以將太陽光全部吸收，而多晶硅膜太陽電池f6)規(guī)模制造低成本，技術成熟后，電池制造成本和能量償膜厚通常在20～30txmt3]，太陽電池的薄膜化大大降低了電池還時間均低于晶體硅太陽電池。的成本；本文介紹了CIGS薄膜太陽電池的特點、電池吸收層的制f3
7、)可進行帶隙調整，通過在CIS材料摻入Ga，部分替代備工藝及近期部分CIGS電池的研究進展。黃銅礦結構中In原子，使吸收層禁帶寬度在1．04～1．67eV范1ClGS電池結構和制備方法圍內(nèi)調整，理論上，太陽電池理想的吸收層禁帶寬度為1．45～1．1典型CIGS電池結構典型單結CIGS電池由襯底、背電極層、吸收層、緩沖層、窗口層、減反層、電極層組成，如圖2。其中，P型CIGS和n型CdS及高阻n型ZnO形成p-n異質結，是CIGS薄膜太陽電池的核心，用Mo層作為背電極，ZnO：A1作為窗口層，M：或者紅色：Cu；黃色：
8、Se；藍色：In／GaSiO作為減反射層，最上面Ni／A1為上電極。圖1CIGS結構圖1．2電池制備方法收稿日期：2014-01—08在普通的鈉鈣玻璃(如圖3)、不銹鋼箔片或聚酰亞胺等作者簡介：楊江波(1981一)，男，河北省人，碩士，主要研究方向為柔性襯底上，采用直流磁控濺射方法沉積約0．3～0．4Ixm的電源技術項目管理。15872014．
