CIGS薄膜太阳能电池:光电转换的未来之光

更新时间:2024-06-20      点击次数:166

钙铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池是一种用于将阳光转化为电能的薄膜太阳能电池。它采用铜铟镓硒固溶体薄层沉积在玻璃或塑料基底上,并在前后分别加上电极以收集电流。由于CIGS材料具有高吸收系数,可以使用比其他半导体材料更薄的薄膜。这种技术在大型电站、建筑一体化光伏、屋顶光伏、柔性薄膜太阳能电池等领域受到推广。


CIGS 薄膜太阳能电池的特性

材料组成:CIGS太阳能电池由钙(Ca)、铟(In)、镓(Ga)和硒(Se)组成。这种材料体系的选择是基于其光电特性优良,能够在薄膜形式下实现高效能太阳能转换。它是铜铟硒(CIS)和铜镓硒的固溶体,化学式为 CuInxGa(1−x)Se2,其中 x 的值可以从 1(纯铜铟硒)变化到 0(纯铜镓硒)。CIGS太阳能电池在实验室和商业化水平上都能达到较高的光电转换效率,目前的实验室记录超过23%

高吸收系数:CIGS 具有较高的吸收系数,强烈吸收太阳光,即使在低光条件下也能工作良好。因此相比其他半导体材料,只需更薄的薄膜即可实现相同的效果。

灵活性:CIGS 薄膜足够薄,可以在柔性基底上制备,适合应用于各种曲面和复杂形状的设备中,如玻璃或塑料。


CIGS 薄膜太阳能电池的工作原理

CIGS太阳能电池利用光子的能量将半导体中的电子从价带激发到导带,形成电子-空穴对。电子和空穴分别在电池内部移动,从而产生电流和电压。这些电子和空穴最终通过电极外部电路返回,完成电能的转换过程。具有吸收光谱拓宽、能量损失降低、分子堆积优化等特性。

CIGS电池的生产包括将CIGS薄膜沉积在基板上,并通过掺杂和其他工艺步骤调控材料的电子性质。典型的制造方法包括物理气相沉积(PVD)、化学溶液法和蒸发法等。


CIGS 薄膜太阳能电池的应用

大规模商业应用:CIGS 薄膜太阳能电池适用于大规模商业应用,如电站和建筑一体化光伏。

柔性薄膜太阳能板:CIGS 可以制备在柔性基底上,用于生产柔性薄膜太阳能板。

虽然 CIGS 技术仍在不断发展,作为一种先进的太阳能技术,具有高效率、薄膜柔性和适应多样化应用需求等优势,为未来可再生能源领域的发展提供了重要的技术支持和市场前景。


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