CIGS薄膜太阳能电池

一、出产高效CIS电池的难点：
多层薄膜的制备技能，及薄膜厚度和掺杂的均匀操控。
高质量多晶薄膜的制备，发生细密性粒径大于1微米CIS薄膜。
         大面积出产的安稳性。
二、CIS电池结构
         铜铟硒（CIS）太阳能电池是多元化合物半导体薄膜电池，它是在玻璃或是其它廉价衬底上顺次堆积多层薄膜而构成的光伏器材。在玻璃衬底到最顶层顺次是：金属Mo背电极/ CIS吸收层/ CdS过渡层/本征ZnO(i-ZnO)层/ZnAl窗口层，最终能够挑选在外表顺次镀上减反射层(AR CoaTIng)来添加光的入射，再镀上金属栅极用于引出电流。
三、CIS电池的特色
低成本
CIS电池选用了廉价的Na-Lime玻璃做衬底，选用溅射技能为制备的首要技能，这样Cu,In,Ga，Al，Zn的耗损量很少，对大规划工业出产而言，如能坚持比较高的电池的功率，电池的价格以每瓦核算会比相应的单晶硅和多晶硅电池的价格低得多。
高功率
禁带宽度（1.1eV）适于太阳光的光电转化；简单构成固溶体以操控禁带宽度的特色，现在试验室样片功率到达18.8％。
可大规划出产
近二十年的研讨标明，CIS电池的界面是化学安稳的；亚稳态缺点对载流子有正面的影响；而Cu漂移是可逆的，它的漂移缓解了在材猜中的化学势发生的缺点梯度，这种适应性使其有很好的抗辐照和抗污染才能，然后具有大规划出产的优势。
四、技能优势及项目开展情况
北京大学新能源中心有多名教授和高工长时间从事超导腔薄膜的研发、真空及溅射体系的规划、光电转化资料的制备以及能带工程等方面的科研作业。能够满意研发CIS电池的各方面的作业（包含溅射设备、真空硒化设备的规划，溅射薄膜的研发、改性及优化，光电功能的检测和产品的实用化规划化）的需求。
         课题组于2000年就开端CIS太阳能电池的研发作业，用磁控溅射的办法制备出了Mo、Cu-In薄膜，用真空硒化退火的办法制备出了具有CuInSe2 单一晶相的多晶硅薄膜，用CBD办法预备了CdS薄膜。成果显现CuInSe2薄膜有很好的晶相，薄膜质量十分细密，均匀的晶粒直径已超过了2mm。
         2003年，课题组开端研发具有中试出产规划的CIS薄膜制备体系。研发的方针是：研发300´300mm2的CIS太阳能电池、功率到达8％以上，把握要害技能与工艺。在此基础上提出大规划出产线的工艺流程及设备装备。通过一年半的规划、制作，2005年中，一条多室、多靶的镀膜设备在北大射频超导试验室建立起来，并开端调试试验。这台设备选用了咱们自主研发的要害部件，体系总长12米，有7个真空室，6只定向同轴磁控溅射转靶，两台线蒸发源，以及齿条传动的样片车。下图是正在调试的制备体系相片。
 
         自2005年8月以来，课题组在此镀膜设备进步行了CIS太阳能电池的研发作业，因为设备规划合理、加工制作精巧、真空体系牢靠（每个室均好于2´10－4Pa的真空度）、溅射靶的选型正确等等，咱们以较快的速度研发出针对大规划出产制备CIS的新工艺，咱们称其为“三源叠层硒化法”。用这种办法已研发出CIS太阳能电池，现在正在进一步优化各层膜的结构和组分、研发掺入镓的办法、战胜AZO窗口用的靶材的制备困难（国内外不易处理AZO圆筒型靶材）。