銅銦鎵硒太陽能電池板

學術界和產業界普遍認為太陽能電池的發展已經進入了第三代。第一代為單晶矽、多晶矽太陽能電池,第二代為矽基、非晶矽等太陽能薄膜電池,第三代太陽能電池就是多結太陽能電池。

製造,套用,產業的發展,

製造

銅銦鎵硒太陽能電池板的製造
用交替濺射的方法製備銅銦鎵硒薄膜太陽能電池預置層。通過可變占空比的電源控制器實現對Cu/Ga合金靶以及In靶濺射時間的控制,進而實現對最後元素配比的控制。實驗中發現,在一個濺射周期中,Cu/Ga合金靶濺射時間對最後成分影響最大,其次是In靶濺射時間,非濺射時間的長短對成分也有影響。交替濺射製備的銅銦鎵硒預置層經過XRD檢測,合金相主要為Cu11In9。
“濺射金屬預製層再硒化、硫化”所生產的CIGSSe薄膜太陽電池是目前世界上技術最先進、工業化生產最成熟的第二代光伏產品。CIGSSe薄膜是由銅、銦、硒等金屬元素組成的直接帶隙化合物半導體材料,其對可見光的吸收係數為所有薄膜電池材料中最高的,而原材料的消耗卻遠低於傳統晶體矽太陽電池。與高效率高成本的晶體矽太陽電池和低效率低成本的非晶矽太陽電池相比,CIGSSe太陽電池具有高效率低成本長壽命的多重優勢,是最有希望降低光伏發電成本的高效薄膜太陽電池,並且它可以充分利用我國豐富的銦資源,是真正符合國家法規鼓勵條款的適合中國國情的可再生能源技術,具有廣闊的發展前景。

套用

銅銦鎵硒太陽能電池板的套用
銅銦鎵硒薄膜太陽電池具有生產成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特點,光電轉換效率居各種薄膜太陽能電池之首,接近晶體矽太陽電池,而成本則是晶體矽電池的三分之一,被國際上稱為“下一時代非常有前途的新型薄膜太陽電池”。此外,該電池具有柔和、均勻的黑色外觀,是對外觀有較高要求場所的理想選擇,如大型建築物的玻璃幕牆等,在現代化高層建築等領域有很大市場。
銅銦鎵硒電站的建設已經達到兆瓦級水平,據瑞士的SolarMax光伏併網逆變器公司提供的資料,2008年9月在西班牙建成了的3.24兆瓦銅銦鎵硒電站,並成功運行。這必將加快CIGS的商業套用。

產業的發展

銅銦鎵硒薄膜太陽能電池產業的發展
CIGS電池具有性能穩定、抗輻射能力強,光電轉換效率目前是各種薄膜太陽電池之首,接近於目前市場主流產品晶體矽太陽電池轉換效率,成本卻是其1/3。正是因為其性能優異被國際上稱為下一代的廉價太陽電池,無論是在地面陽光發電還是在空間微小衛星動力電源的套用上具有廣闊的市場前景。
CIGS電池具有與多晶矽太陽能電池接近的效率,具有低成本和高穩定性的優勢,並且產業化瓶頸已經突破,在晶體矽太陽能電池原材料短缺的不斷加劇和價格的不斷上漲背景下,很多公司投入巨資,CIGS產業呈現出蓬勃發展的態勢。目前全球有30多家公司置身於CIGS產業,但真正進入市場開發的公司只有德國的Wuerth(伍爾特)、Surlfulcell,美國的Global Solar Energy,日本的Honda(本田)、Showa Solar Shell。2006年、2007年世界CIGS電池組件產能分別為17.5MW、60.5MW,在世界光伏市場上占據的份額很小。
中國的CIGS產業遠遠落後於歐美和日本等國家和地區,南開大學以國家“十五”“863”計畫為依託,建設0.3MW中試線,現已製備出30cm×30cm效率為7%的集成組件樣品。2008年2月,山東孚日光伏科技有限公司宣布與德國的Johanna合作,獨家引進了中國首條CIGSSe(銅銦鎵硫硒化合物)商業化生產線。
當前全球大環境景氣不佳,傳統矽晶太陽能電池廠正面臨售價跌破成本壓力,但薄膜太陽能電池具成本優勢,逐步嶄露頭角。全球經濟衰退意味著投資風險的加大,而中外風投卻在這時不懼風險,集體逆市投資太陽能薄膜電池。薄膜電池已成為國內光伏領域新的投資熱點。其中CIGS轉換效率足以媲美傳統太陽能電池,加上穩定性和轉換效率都已相當優異,被視為是相當具有潛力的薄膜太陽能電池種類。未來幾年,CIGS(銅銦鎵硒)薄膜太陽能電池的銷售將會加速增長,到2015年,CIGS將占薄膜太陽能電池市場的43.3%。

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