CIGS薄膜太陽能電池
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硒化銅銦鎵(Copper Indium Gallium Diselenide,簡稱為CIGS)為薄膜太陽能電池一種,是薄膜太陽能電池中轉換效率最佳者,可使用軟性基板,且吸收波長寬廣,介於UV至IR之間(300-1300nm),相較於矽基可接收更大範圍的光源;並且在生產過程中消耗的能源為傳統矽基太陽能電池的一半,由於具有較高光電轉換效率和低成本等優勢而看好。另外,CIGS薄膜太陽能可於低入射角(如建築應用),及弱光(如陰天),有較好的發電效率。
CIGS為太陽能電池使用的材料的化合物半導體,會隨著銦鎵含量的不同,對光吸收範圍可從1.02ev至1.68ev。在標準環境測試光電轉換率可達19.5%,如果透過聚光裝置的輔助,光電轉換率已達30%,若使用軟性塑膠基板光電轉換率最佳可達14%。
CIGS 薄膜太陽能電池結構與非晶型矽太陽能電池差別在於光電層與導電玻璃間有一緩衝層(buffer layer),這層材質多為硫化鉻(CdS)。其載體可使用可撓性材質,因此製程可使用roll-to-roll方式。
CIGS現有的鍍膜技術,真空製程技術可分成共蒸鍍(Co-evaporation)、硒化(Selenization)、濺鍍(Sputtering);而非真空製程技術可分為塗佈製程(Coating Process)、電沉積(Electrodeposition)、化學噴灑熱解法(Chemical spray Pyrolysis)。
CIGS 薄膜太陽能電池的結構,最底層為基板(Substrate),通常使用的材質有玻璃(Glass)或是具有可撓性的金屬(如鋁合金箔、銅箔等)和Polyimide (PI),基板上會濺鍍一層Mo 背電極主要利於電傳導,往上一層為CIGS光吸收層,再上一層為半導體CdS,功能具有緩衝作用之外,也可幫助電子能有效的傳導,而i-ZnO 層主要是用來防止太陽能電池在進行發電過程中,受到Shunting的因素使得元件的效能減少,再上一層為AznO為透明導電層,此層除了作為上電極之外,還須能讓光線順利通過到達CIGS光吸收層,最後會鍍上金屬鋁導線。
CIGS優勢條件
其它CIGS薄膜太陽能電池優點:
一、吸收範圍較廣
二、照射強度與角度彈性較大
三、可撓式
四、容易大面積化
五、低原料成本消耗
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