高效CDTE和CIGS薄膜太阳能电池的亮点与应战

高效CDTE和CIGS薄膜太阳能电池的亮点与应战

编者按：
    本文是美国科罗拉多州国家可再生能源实验室对CDTE和CIGS薄膜太阳能电池出产技术开展的总述.对镀膜设备、监测仪器仪表提出了许多创立性的改善和开展思路.值得我国相关工业配备开展学习.全文翻译如下:
摘要
    由CdTe和Cu(In,Ga)Se2(CIGS)做成的薄膜光伏太阳能电池组件有潜力到达光伏发电的本钱效益。这些工艺现已完成了从实验室向商场的过渡。小规划试制和初度出产都在向更高的功率攀升，并享有很多的危险投资。CIGS太阳能电池和组件的功率已别离到达了19.5%和13%。相同CdTe电池和组件也到达了16.5%和10.2%。怎么从实验室和出产线制造出更高功率的产品，只不过是时间问题。出产线的成品率在不断前进，现在已超越85%。两种工艺所得产品的长时间稳定性均已得到验证。当然在现场也观察到一些失利的事例。这就使咱们对澄清衰减机理和挑选封装提出了更高的要求。两种薄膜工艺具有一起的器材或组件结构：基片，基电极，阻尼层，结层，顶电极，便于单片集成的布线图和封装。薄膜太阳能电池的单片集成与结晶硅工艺比较，能够大大下降出产本钱。CdTe和CIGS组件具有一起的结构单元，原则上，这种一起性会使两者具有相同的单位面积制造本钱，因而，组件的功率就成了每瓦本钱的差异要素。这两种工艺的长时间潜力需求进一步进行研制，着重在打破科学和工程上的困难，找出方法，使组件功能到达预订的本钱功率和运用寿命，其间制造进程的工艺操控和测验，减薄阻尼层，摸清衰减机理，防备水蒸气，改善高速处理工艺和模块规划都是两种工艺一起的使命。其他便是一些详细的工艺问题，例如，对CIGS怎么下降本钱，怎么选用快速淀渍工艺；对CdTe器材怎么改善底座的触摸和前进电压，便是最好的专题。
导言
    现在CdTe和Cu（In，Ga）Se2（CIGS）两种薄膜光伏组件的制造工艺现已有了快速的前进，在下述范畴曾提出过许多好的主张：比如微米（10-6）和毫微米（10-9）级膜的物料运送和成长操控；器材制造的物理机制，组件各层参数特性的改善，本征器材的稳定性和样品组件的可靠性改善等等。这些主张对两种工艺由实验室向商场的过渡都有过极大协助。原有职业因为有危险本钱支撑的新组织的参加，从小规划试制到初度出产到更大规划制造都不断做出扩展功率的尽力，其间令人形象最深的莫过于第一个太阳公司产品的成功制造，这对出产输出功率大于67毫瓦的商业CdTe 组件是迈向最大功率到达75毫瓦的跃升。
    在本论文中咱们既提出了CIGS和CdTe工艺的亮点地点，也论说了为了能使这两种工艺加快其商业化进程所有必要战胜的要害难题。
CIGS和CdTe两种工艺的亮点
实验室器材:
    CIGS薄膜属多元黄铜矿系统，其带隙可通过改动所用第III类族正离子（元素周期表）In、Ga和Al以及负离子Se、S 而改动，运用成分不同的组合能够获得不同尺度的带隙。
对本工艺具有重要价值的带宽规模是1和1.7 eV[3]，在器材中CdTe资料通常以二元元素的形状呈现，但配比往往比化学计量法求得的稍有误差。它的带隙约为1.5eV，和太阳光谱有杰出的匹配。在器材中，这一带隙因为加工进程中CdS（带隙~2.4eV）异质结成分的搅扰会有少量改动[4]。