銅銦鎵硒薄膜太陽能電池技術(shù)與市場(chǎng)分析(編輯修改稿)
2024-09-12 01:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Solar CdTe 6633 06/04 Shell Solar CIGSS 3626 * * 03/03 Showa Shell CIGS 3600 05/03 CIGS Device Structure CIGS特性 ? Cu In Se2〈 CIS〉 係屬 直接遷移性半導(dǎo)體 ，尤其吸光係數(shù)極大，適用於薄膜電池材料。 Cu In Se2的禁止帶幅為 1eV，小於最適用於太陽電池的 ，因此與 Eg= Cu Ga Se2較高帶幅材料形成 Cu(In Ga)Se2則所謂的 CIGS混晶材料以改善此一缺點(diǎn)。 ? 隨著光電池中 銦鎵含量 高低，光吸收範(fàn)圍也會(huì)有所不同（約在 ～ ） ?因?yàn)?CuInSe2的能隙值大約為 1eV，低於理想太陽能譜值，以 CuInSe2為主的太陽能電池可靠加入 Ga，形成 Cu(InGa)Se2的主吸收層，增加吸收層的能隙值，進(jìn)而增進(jìn)太陽能電池的效能。 ?CuInSe2太陽能電池能獲得較高的開路電壓 Voc和較低的閉路電流 ISC，允許成長(zhǎng)較薄的 ZnO以減少光的損失，因較大的能隙值可使介面的品質(zhì)較好，減少自由載子在 ZnO中的電流損失。 ?Ga加入 CuInSe2中造成的影響有幾點(diǎn) ?CuInSe2的 能隙值 為 ， CuGaSe2的能隙值為 ， Cu(InGa)Se2其能隙值可此公式增加： Eg(x)=(1x)E g(CIS)+xE g(CGS)bx(1x) ， x為 Ga的含量、1x為 In的含量， b值的大小在 ~ ?在同樣化學(xué)組成 1:1:2的化合物中， Cu(InGa)Se2的 電洞濃度 較 CuInSe2增加很多，在 CuInSe2與 CuGaSe2中 acceptor形成的能量相似，但 CuGaSe2 donor形成的能量卻遠(yuǎn)大於 CuInSe2 ?Cu(InGa)Se2在相圖中 1:1:2化合物的 穩(wěn)定相 範(fàn)圍增加， chalcopyrite相變得更穩(wěn)定 ?隨著 Ga量從零增加，開路電壓 Voc增加，閉路電流 ISC減少，開始時(shí)太陽能電池的效率增加，然而當(dāng) Ga/(In+Ga)的量 超過 ，開路電壓 Voc並不隨能隙值等比例增加，原件的效率開始下降，且 1:1:2的相不再呈現(xiàn) Ntype，推斷是因?yàn)镚a/(In+Ga)大於 ，薄膜產(chǎn)生應(yīng)變，而產(chǎn)生缺陷 各層功能性 ? Substrate : Glass , Metal foil ,Plastic Sheet – 當(dāng)?shù)撞闹? – 鈉玻璃 : 使用鈉玻璃在成長(zhǎng) CuInSe2,當(dāng)基材加溫到 400度以上 ,接近玻璃的軟化點(diǎn) ,會(huì)促使鈉離子的擴(kuò)散 ,影響 CuInSe2晶粒成長(zhǎng) ,增強(qiáng) (112)方向的結(jié)晶性 ,增進(jìn)薄膜的品質(zhì) ,增加元件的效率 ? Back Contact :Mo – 鉬金屬與 CuInSe2容易形成歐姆接觸 ,使得接觸電阻小 ,減少電流形成後傳輸?shù)暮膿p – 鉬具有高的光反射率 ,使得太陽光能反覆的在 CuInSe2主吸收層被吸收 – CuInSe2成長(zhǎng)在鉬薄膜能形成帄整的表面 ,相對(duì)於成長(zhǎng)在玻璃上 ,可降低表面粗糙度 ? Absorber : CIGS – 有效的吸收大部分的太陽光 – p 型 CuInSe2 的陽光吸收層（ Absorption Layer） ? Buffer Layer : n 型或本質(zhì)型 CdS – 緩衝層主要目的在改善薄膜表面型態(tài) ,降低 CuInSe2與 ZnO間造成的Bandoffset,其造成原因?yàn)槟芟吨挡町愄?,會(huì)影響少數(shù)載子的傳輸 ,使轉(zhuǎn)化效率受影響 ? Windows Layer : ZnO:Al , ITO – 透光層須具備高的透光率 ,以及低的電阻值 – ZnO具有高的透光率 ,摻雜 Al可降低其電阻值 ,且不影響其透光率 ? 鋁金屬電極 – Al與 ZnO:Al 能產(chǎn)生良好的歐姆接觸 ,可充分收集吸收光後產(chǎn)生的電流 ? 鋅金屬層 – 鋁電極接觸到氧氣產(chǎn)生氧化鋁絕緣層 ,造成太陽電池產(chǎn)生的電子流 ,流經(jīng)鋁電極收集時(shí)產(chǎn)生組抗 ,故在鋁電極上再披覆一層鋅金屬層 ,使元件串聯(lián)時(shí)電阻降到最小 Consider ZnO/ZnS mixtures ZnOZnS eV eVZ n O ( 3 . 2 e V)C d S ( 2 . 4 e V)C I G S ( 1 . 1 5 e V)Z n ( O , S)C d S: ? EC1 = 0 . 3 e V Z n ( O , S) : ? EC2 = 0 . 6 e V國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究單位與產(chǎn)業(yè)界投入狀況分析 臺(tái)灣發(fā)展 CIGS太陽能電池狀況 ? 目前國(guó)內(nèi)已投入及有意投入薄膜太陽能電
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