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CIGS薄膜太陽能電池:光電轉(zhuǎn)換的未來之光

更新時間:2024-06-20      點擊次數(shù):1634

鈣銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池是一種用于將陽光轉(zhuǎn)化為電能的薄膜太陽能電池。它采用銅銦鎵硒固溶體薄層沉積在玻璃或塑料基底上,并在前后分別加上電極以收集電流。由于CIGS材料具有高吸收系數(shù),可以使用比其他半導(dǎo)體材料更薄的薄膜。這種技術(shù)在大型電站、建筑一體化光伏、屋頂光伏、柔性薄膜太陽能電池等領(lǐng)域受到推廣。


CIGS 薄膜太陽能電池的特性

材料組成:CIGS太陽能電池由鈣(Ca)、銦(In)、鎵(Ga)和硒(Se)組成。這種材料體系的選擇是基于其光電特性優(yōu)良,能夠在薄膜形式下實現(xiàn)高效能太陽能轉(zhuǎn)換。它是銅銦硒(CIS)和銅鎵硒的固溶體,化學式為 CuInxGa(1?x)Se2,其中 x 的值可以從 1(純銅銦硒)變化到 0(純銅鎵硒)。CIGS太陽能電池在實驗室和商業(yè)化水平上都能達到較高的光電轉(zhuǎn)換效率,目前的實驗室記錄超過23%

高吸收系數(shù):CIGS 具有較高的吸收系數(shù),強烈吸收太陽光,即使在低光條件下也能工作良好。因此相比其他半導(dǎo)體材料,只需更薄的薄膜即可實現(xiàn)相同的效果。

靈活性:CIGS 薄膜足夠薄,可以在柔性基底上制備,適合應(yīng)用于各種曲面和復(fù)雜形狀的設(shè)備中,如玻璃或塑料。


CIGS 薄膜太陽能電池的工作原理

CIGS太陽能電池利用光子的能量將半導(dǎo)體中的電子從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶,形成電子-空穴對。電子和空穴分別在電池內(nèi)部移動,從而產(chǎn)生電流和電壓。這些電子和空穴最終通過電極外部電路返回,完成電能的轉(zhuǎn)換過程。具有吸收光譜拓寬、能量損失降低、分子堆積優(yōu)化等特性。

CIGS電池的生產(chǎn)包括將CIGS薄膜沉積在基板上,并通過摻雜和其他工藝步驟調(diào)控材料的電子性質(zhì)。典型的制造方法包括物理氣相沉積(PVD)、化學溶液法和蒸發(fā)法等。


CIGS 薄膜太陽能電池的應(yīng)用

大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用:CIGS 薄膜太陽能電池適用于大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用,如電站和建筑一體化光伏。

柔性薄膜太陽能板:CIGS 可以制備在柔性基底上,用于生產(chǎn)柔性薄膜太陽能板。

雖然 CIGS 技術(shù)仍在不斷發(fā)展,作為一種先進的太陽能技術(shù),具有高效率、薄膜柔性和適應(yīng)多樣化應(yīng)用需求等優(yōu)勢,為未來可再生能源領(lǐng)域的發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持和市場前景。


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