低成本的CIGS电池使用廉价的Na-Lime玻璃作为基板,溅射技术是制备的主要技术。
因此,Cu,In,Ga,Al和Zn的损失很小。
对于大规模工业生产,如果可以保持相对高电池的效率,则电池的价格将比相应的单晶硅和多晶硅电池的价格低得多。
高效率禁带宽度(1.1eV)适用于太阳光的光电转换;很容易形成一个固体解决方案来控制禁带宽度。
目前,实验室样品效率达到18.8%。
已经大规模生产近二十年的研究表明,CIGS细胞的界面是化学稳定的;亚稳态缺陷对载体有积极影响; Cu漂移是可逆的,并且其漂移在材料中得到缓解。
由化学势产生的缺陷梯度使其对辐射和污染具有高度抗性,因此具有大规模生产的优点。
CIGS电池的精髓:异质pn结太阳能电池材料的窗口吸收结构具有高吸收率,吸收系数高达105个数量级,直接带隙,适用于薄膜,电池厚度可达2~3微米,降低昂贵的材料成本;可调光学带隙,调制Ga / In比,可以改变1.0~1.7eV之间的带隙,可以使吸收带隙和太阳光谱达到最佳匹配;抗辐射能力强,通过电子和质子辐照,温度交替,振动,加速冲击等试验,光电转换效率几乎不变。
它在空间电源方面具有很强的竞争力;稳定性好,许多电池没有光致衰减效应;电池效率高小面积高达19.9%,大面积元件高达14.2%;低光特性,在光照不理想的区域具有出色的性能。
CIGS薄膜太阳能电池的底部电极Mo和上部电极n-ZnO通常采用磁控溅射法,工艺路线相对成熟。
制备最关键的吸收层有许多不同的方法。
这些沉积方法包括蒸发,溅射后硒,电化学沉积,喷雾热解和丝网印刷。
将衬底温度保持在约350℃,并在真空中蒸发In,Ga和Se三种元素,并首先制备(In,Ga)Se预层。
将衬底温度升至550至580℃,并将Cu和Se共蒸发以形成富Cu的CIGS膜。
第二步的衬底温度保持恒定,并且根据需要在富Cu膜的表面上蒸发适量的In,Ga和Se,以最终获得CuIn1-xGaxSe2的膜。