环境与动力问题一直是受国际重视的热点问题，人类对可继续动力的需求变得十分火急，我国政府在“十二五”规划中对新动力提出了详细的开展方针。在新动力范畴，太阳能光伏发电占有了重要的方位。
光伏工业开展迅猛，光伏产品运用具有多样性，这些为薄膜太阳能电池供给了开展机会，但薄膜太阳能电池仍面对着很大的应战：关于一些化合物资料的物理科学问题短少充沛的了解，工艺技能有待立异改善，还需求新资料和新结构来代替贵资料和毒资料，尤其是化合物薄膜电池，要害精细设备与工艺的集成度有待深入研讨开发。
一、太阳能薄膜电池：动力的救星
CIGS是太阳能薄膜电池CuInxGa（1-x）Se2的简写，其具有安稳性好、抗辐照功能好、本钱低、功率高级长处。小样品CIGS薄膜太阳能电池的最高转化功率2014年12月改写为21.7%，由德国太阳能和氢能研讨机构ZSW选用共蒸镀法制备。大面积电池组件转化功率及产值依据各公司制备工艺不同而有所不同，一般在10%~15%范围内。铜铟镓硒薄膜太阳电池具有出产本钱低、污染小、不阑珊、弱光功能好等特色，光电转化功率居各种薄膜太阳能电池之首，挨近晶体硅太阳电池，而本钱则是晶体硅电池的三分之一，被国际上称为“下一年代十分有出路的新式薄膜太阳电池”。此外，该电池具有柔软、均匀的黑色外观，是对外观有较高要求场所的抱负挑选，如大型修建物的玻璃幕墙等，在现代化高层修建等范畴有很大商场。尽管CIGS电池具有高功率和低资料本钱的优势，但他也面对三个首要的问题：
（1）制程杂乱，出资本钱高
（2）要害质料的供给缺乏
（3）缓冲层CdS具有潜在的毒性。
二、全球薄膜太阳能电池产值剖析
薄膜太阳能电池产值创下新纪录
近些年太阳能光伏发电技能开展迅猛，曩昔10年间国际光伏电池和组件的产值年增幅大于35%。依据Solarbuzz最新年度光伏商场陈述，2010年全球光伏商场装置量到达18.2GW，比2009年添加139%。从产值看，2010年光伏工业全球营收到达820亿美元，与2009年比较增幅达105%。2010年全球前5大光伏商场国家为德国、意大利、捷克、日本和美国，这5个国家占有全球装置量的80%，日本和美国的光伏商场添加速度很快，年添加别离到达101%和96%。
整体而言，2010年国际上有100多个国家为光伏工业的迅速添加做出了奉献。别的，从产值看，2010年全球太阳能电池产值到达20.5GW，我国大陆和我国台湾的电池产值占全球总产值的59%。从厂商出货量看，尚德电力和晶澳太阳能并列榜首，紧随其后的是美国榜首太阳能。其间薄膜太阳能电池占全球太阳能电池总产值的13.5%，这也是光伏商场薄膜电池产值的新纪录。
现在在光伏商场上薄膜太阳能电池的产品类型首要有CdTe薄膜电池、硅基薄膜电池和CIGS薄膜电池。这些薄膜太阳能电池依据衬底资料能够分为刚性（即玻璃衬底）电池和柔性（不锈钢或聚酯膜衬底）电池。其间柔性电池的长处是可折叠、分量轻、不易碎。与惯例的晶体硅太阳能电池比较，这些薄膜电池运用资料很少，构成太阳能电池的薄膜资料厚度不逾越5微米，而晶体硅电池厚度约180微米～200微米。各种资料薄膜太阳能电池以其特有的优势和逐步老练的工艺技能占有了光伏商场的一席之地，并且生长速度十分快。工艺、资料是规划化出产最大瓶颈
薄膜太阳能电池因为廉价的衬底资料（如玻璃、不锈钢、聚酯膜），有柔性，资料禁带宽度可调控，组件温度系数低一级长处很受注目，在光伏商场的运用规划逐步扩展，2010年现已占13%以上的商场份额。各种薄膜电池都有一些瓶颈问题没有处理。
薄膜电池职业处于开展初期，商场份额远低于晶体硅电池，但未来商场空间巨大，全球光伏发电工业的飞速开展引发了全球多晶硅供给的继续紧缺，严峻的约束了晶体硅电池工业的开展，晶体硅电池企业之间的抢料和价格竞争也随之加重。与晶体硅电池比较，薄膜电池具有原资料富余、能耗小、本钱相对低价的优势，薄膜电池职业悄然兴起。
硅薄膜电池已逐步具有工业爆发性添加的条件，有望逾越其他品种的薄膜电池：
1、硅薄膜电池技能老练度高，开展途径明晰，运用叠层工艺将使转化功率及衰减问题不再杰出；
2、薄膜电池设备供给商快速兴起对职业迅猛开展起到了重要的推进效果；
3、硅薄膜电池在原资料易得性与清洁安全等方面均不存在瓶颈。薄膜光伏电池是在低本钱的玻璃、塑料、不锈钢等基板上堆积构成很薄的感光资料完成光电转化，首要包含硅薄膜电池（a-Si、a-Si/c-Si等）、碲化镉（CdTe）、铜铟硒（CIS、CIGeS）。
2015年全球薄膜太阳能电池的产能约为9.3GW，产值约为4.4GW（图。按技能区分，2015年硅基薄膜电池的产能占比为38%，铜铟镓硒薄膜电池的产能占比为27%，碲化镉薄膜电池的产能占比为35%。
现在硅基薄膜太阳能电池，不管单结、双结仍是三结电池，制作工艺都是选用等离子体增强的化学气相堆积（PECVD）办法，真空腔的清洗基本是氟化物（SF6或NF3），排出物是含氟气体。荷兰科学家Rob van der Meulen等在2011年第19期的Progress in photovoltaics：Research and ApplicaTIons上发表文章称，这种含氟气体对环境构成的温室效应比CO2高17200～22800倍。太阳能光伏发电一直以来被认为是绿电，那么在制作环节中也应该选用绿工艺。关于硅基薄膜电池厂商来说，有寻觅新的清洗气体代替当时的氟化物的计划，下降温室气体排放。另一种计划是赶快进步电池的转化功率，当安稳功率到达12%～16%，才有或许补偿排放的温室气体对环境的影响。此外因为硅薄膜组件功率低（5%～7%），在光伏体系运用中单位发电功率占地面积几乎是晶体硅组件（功率为13%～15%）的2倍，相应地，BOS的本钱也要添加，可见进步硅基薄膜组件的光电转化功率是赢得商场的重要条件。
最近几年，更多的人开端重视CIGS薄膜太阳能电池，量产化成功的事例是日本的SolarFronTIer（前身是Showa Shell），技能和设备是自主开发的。其CIGS薄膜的技能道路是溅射加后硒化处理，中心便是后硒化处理。因为硒化进程选用有毒气体，硒化设备的规划十分重要，而商场上没有专业的硒化设备供给商。此外选用蒸腾技能制备CIGS薄膜遇到的问题是怎么做到大面积薄膜的均匀性和可靠性，包含薄膜的微结构、光学、电学和厚度等的均匀性和可靠性。除了上述技能上的难题，原资料In也是人们谈论的焦点之一。In是贵金属，地球上资料丰度小，或许会约束这类电池的大规划出产。这就对新资料的开发提出了高的要求。PV-tech.com网站2011年5月报道瑞士科学家在柔性塑料衬底上制备出18.7%转化功率的CIGS电池，柔性电池的首要长处是能够选用卷对卷工艺来下降制作本钱。上图给出了美国Global Solar公司的产品示意图。柔性电池工业化道路上的首要妨碍是怎么在低温条件下制备功能优秀的薄膜。
美国榜首太阳能对CdTe薄膜电池技能紧密封闭，其他欲进入该范畴的企业在量产化进程中困难重重。现在我国的薄膜电池企业大部分在硅基薄膜范畴，也有一些企业开端进入CIGS和CdTe薄膜电池范畴。这些企业比较遍及的做法是要害设备和原资料从国外进口，因为短少中心技能，遇到的问题是整条出产线各种设备的兼容性不抱负，设备与工艺的集成度不高，导致产品良品率低，本钱难以下降，商场竞争力弱。
三、全球首要薄膜太阳能电池制作商
四、多晶硅薄膜太阳电池的开展情况
薄膜电池因为理论功率高、资料耗费少、制备能耗低一级被称为第二代太阳能电池技能。尤其是在柔性衬底上制备的薄膜电池，具有可弯曲折叠、不怕摔碰、分量轻、弱光功能好等优势，未来运用远景宽广。铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池易构成杰出的背电极和高质量的PN结，且较简单制成柔性组件。
现在，CIGS薄膜太阳能电池的实验室转化功率已达21.7%，组件全面积转化功率已挨近16%，其工业化技能也在逐步完善。跟着此技能大规划出产后良品率提高，国产化改善优化后出产本钱下降，将越来越具有竞争力。此外，具有超高转化功率的砷化镓太阳能电池，凭借着其技能先进性，在特别的运用场景具有很大的开展潜力，可是现在因为本钱偏高，大规划的运用需求快速完本钱钱的下降。
薄膜电池出产设备：硅基薄膜电池，铜铟镓硒电池CIS/CIGS，碲化镉薄膜电池CdTe，染料敏化电池出产技能及研讨设备。
近年来，太阳能光伏电池商场正在向薄膜太阳能光伏产品搬运。薄膜太阳能电池的优势在于其工业链的耗能更低；制备资料挑选更广泛；制备技能多样；比晶体硅太阳能电池有更高的每瓦发电量；产品的发电功率的提高有更大的潜力；产品分量更轻并且能够柔性化，运用范围更广泛，更适合于光伏修建一体化。其间实验室功率逾越了20%的铜铟镓硒薄膜太阳能电池是光伏转化功率最高的薄膜太阳能电池。因为铜铟镓硒太阳能电池没有光致衰减效应、功能安稳、发电量高、对环境友好，所以它是欧洲、日本和美国最为重视的新一代高效薄膜太阳能电池。
选用真空堆积技能制备的铜铟镓硒薄膜太阳能电池不只创下了转化功率20.4%的记载，并且现已老练地大规划工业化了，产品现已具有本钱竞争力。非真空法技能制作铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有更低本钱和易于大面积的潜在优势，也招引了愈来愈多的重视，欧洲、美国和日本的首要铜铟镓硒薄膜太阳能电池企业的最佳组件产品功率都已逾越13%。
