《cigs太陽電池》ppt課件-預(yù)覽頁
【正文】 后只能成為目前太陽能電池的補充，而不能大規(guī)模應(yīng)用成為主流。 不足 : 研究較晚，許多基礎(chǔ)問題不明、 技術(shù)尚不成熟； 第三代 薄膜太陽電池 —— 如疊層、熱光伏、量子點等電池 特點 : 有前景，但大都停留在概念階段、少有產(chǎn)品、實用性不明； 太陽能的分類（按材料） CIGS太 陽電 池 的優(yōu)點 CIGS薄膜太陽電池： 用料少、效率高、穩(wěn)定性好、易于柔性化和卷繞式生產(chǎn)，具有良好發(fā)展前景，成為研發(fā)熱點。 太 陽 能 電 池基本原理 當(dāng)太陽光入射到太陽電池表面上后 ,所吸收得能量大于禁帶寬度，在 pn結(jié)中產(chǎn)生電子 空穴對，在 pn結(jié)內(nèi)建電場作用下，空穴向 p區(qū)移動，電子向 n區(qū)移動，從而在 p區(qū)形成空穴積累，在 n區(qū)形成電子積累。 本征半導(dǎo)體的費米能級 Efi大致位于禁帶中線 Ei處。 半導(dǎo)體的費米能級 N型半導(dǎo)體：在硅晶體中摻入 P（磷原子），當(dāng)磷原子與周圍四個硅原子形成共價鍵時，還多了一個電子，這個電子容易掙脫磷原子的束縛形成自由電子，而磷原子失去電子后成為不能移動的正電中心。在物理學(xué)上稱為太陽能光伏（ Photovoltaic， photo光， voltaics伏特，縮寫為PV），簡稱光伏 。它只要被光照到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。這樣，我們可以看成是空位在依次地移動，等效于帶正電荷的粒子朝著與電子運動方向相反的方向移動，稱它為空穴。 P型半導(dǎo)體中多子為空穴，少子為電子。 太 陽 能 電 池基本原理 太陽能電池是由電性質(zhì)不同的 n型半導(dǎo)體和 p型半導(dǎo)體連接合成，一邊是 p區(qū) ,一邊是 n 區(qū)，在兩個相互接觸的界面附近形成一個結(jié)叫 p n結(jié)，結(jié)區(qū)內(nèi)形成內(nèi)建電場，成為電荷運動的勢壘。 缺點 : 需要消耗高純的晶硅；成本高；原料制取的能耗高、污染重； 第二代 薄膜太陽電池 — — 包括 a:Si、 CdTe、 CIGS 和 DSSC電池 優(yōu)點 : 耗材較少、易于柔性化制作。一旦大量生產(chǎn)這類電池，恐怕銦和硒就會漲到鉆石的價格上去， Nano聲稱的低成本也就不復(fù)存在。m減至 50nm，并引入低阻 ZnO作為窗口層，增強短波響應(yīng)，這一結(jié)構(gòu)進(jìn)一步發(fā)展成目前的經(jīng)典結(jié)構(gòu) ?1988年， ARCO采用預(yù)制層硒化法獲得 %效率 ?19801990年代，在 CIS中摻 Ga和 S來改善性能； 1989年， 波音制備出效率為 %的 CIGS電池 ?1990年代后，美國 NREL實驗室基于三步共蒸發(fā)法，獲 %%%效率，并一直保持世界紀(jì)錄 ?2022年，德國 ZSW基于蒸發(fā)法，超過 NREL將效率提高 %，此后又提高到 % CIGS太 陽電 池結(jié)構(gòu) CIGS太 陽電 池 結(jié)構(gòu) 基板（最底層）： 通常使用的材料為玻璃 (Glass)或是具有可撓性的金屬箔（如不銹鋼箔、銅箔、鋁合金箔）或一些高分子如 Polyimide (聚酰亞胺 )。 CIGS為四元化合物可調(diào)控能隙大小?？商岣唛_路電壓。 頂電極： 鍍上金屬鋁導(dǎo)線約 ，即構(gòu)成一個銅銦鎵硒薄膜太陽能電池。 CuIn1xGaxSe2容許較寬成分變化，但光電特性改變不明顯。 富 Cu薄膜始終是 p型，而富 In薄膜則既可能 為 p型，也可能為 n型。 這些點缺陷會在禁帶中產(chǎn)生新能級。其中， 真空法因制備的電池效率高而成為產(chǎn)業(yè)化的主流制備方法，主要包括磁控濺射和熱蒸發(fā)兩種路線； 非真 空法具備成本優(yōu)勢，是未來發(fā)展趨勢，主要包括電沉積和涂覆法兩類。 乙醇超聲后 去離子水清洗。 濺射出的粒子沉積在基片 （玻璃 +Mo） 表面。 第二步：共蒸發(fā) Cu和 Se沉積在 InGaSe層上， 襯底溫度升高至大于 540℃ ，形成富 Cu的 CIGS
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