銅銦鎵硒（硫）薄膜太陽電池定義和產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿

1、2022年8月23日Sun-Youth組內(nèi)研討報告銅銦鎵硒（硫）薄膜太陽電池定義和產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿提 綱銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿1、CIGS太陽電池概述 2、 CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀3、CIGS太陽電池發(fā)展方向及學(xué)術(shù)前沿隨著能源危機與環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重，開發(fā)可再生清潔能源成為國際范圍內(nèi)的重大戰(zhàn)略課題之一！太陽能是取之不盡、用之不竭，最清潔、最強大的可再生能源太陽能將在未來的能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位太陽能各種利用方式中，太陽電池發(fā)電發(fā)展最快、最具活力和最受矚目歐盟對未來能源結(jié)構(gòu)的預(yù)測1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿太陽電池現(xiàn)狀：已發(fā)展出三代 第一

2、代晶硅太陽電池包括單晶硅與多晶硅電池優(yōu)點: 技術(shù)成熟，轉(zhuǎn)化效率較高，目前在工業(yè)生產(chǎn)和市場上占主導(dǎo)地位。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。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；1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿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。在第二代薄膜太

3、陽電池中轉(zhuǎn)換效率最高（20.3%） 材料消耗少，一般微米 比功率高， 柔性基底的可達(dá)1100W/kg以上可制造柔性電池組件，易于以卷對卷連續(xù)化生產(chǎn) 1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿發(fā)展非真空沉積法或全干法技術(shù)，可較大幅度降低成本 穩(wěn)定性好，弱光性能好使用壽命長，抗輻射能力強 柔性化，應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛軍用民用航空航天1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿CIGS太陽電池發(fā)展歷程1953年，合成CuInSe2 (CIS)單晶，1967年研究相圖1974年，Bell實驗室制備出第一塊單晶CIS/CdS電池，效率為5%；1975年達(dá)12% 19

4、76年，Maine大學(xué)第一塊薄膜CIS/CdS電池，效率6.6%1981年，波音獲得雙層CIS/CdS薄膜電池，效率9.5%1982年，CdxZn1-xS代替CdS獲得效率10%，自此，人們開始重視CIS并開展大量研究1981年1982年1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿1985年，CdS厚度從3m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14.1%效率1980-1990年代，在CIS中摻Ga和S來改善性能；1989年，波音制備出效率為12.9%的CIGS電池1990年代后，美

5、國NREL實驗室基于三步共蒸發(fā)法，獲得17.7%-18.8%-19.2-19.9%效率，并一直保持世界紀(jì)錄2010年，德國ZSW基于蒸發(fā)法，超過NREL將效率提高至20.1%，此后又提高到20.3%ZSW器件制作室NREL的CIGS吸收層1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿CIGS太陽電池結(jié)構(gòu)CIGS薄膜太陽電池由逐層沉積的背電極、吸收層、緩沖層、窗口層和頂電極構(gòu)成CIGS太陽電池結(jié)構(gòu)1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿背電極Mo背電極作用：對外輸出電池功率背電極選材要求：與基底結(jié)合緊密，不易脫落利于CIGS生長附著，并形成歐姆接觸良好的

6、導(dǎo)電性為什么選擇Mo？曾采用Cu、Au、Al、Ni、Al、Mo、Pt只有Ni和Mo不會與CIGS產(chǎn)生相互擴(kuò)散Mo較Ni在高溫下更加穩(wěn)定Mo的制備方法目前Mo主要采用直流磁控濺射制備普遍采用雙Mo工藝：濺射氣壓高,電阻率較高，會增加電池的串聯(lián)電阻；濺射氣壓低，Mo層與薄膜的粘附性差，硒化時薄膜容易脫落1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿NREL采用的雙層Mo工藝吸收層CIGSCIS與CIGS的晶體結(jié)構(gòu)CIS有兩種結(jié)構(gòu)，即常溫下的黃銅礦結(jié)構(gòu)及高于870才存在的閃鋅礦結(jié)構(gòu)CIGS是CuInSe2和CuGaSe2的無限固溶混晶半導(dǎo)體，都屬于I-III-VI2族化合物，在室溫

7、下為黃銅礦結(jié)構(gòu)，在晶體結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)為摻入的Ga取代了In的位置CIGS結(jié)構(gòu)1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿CIGS薄膜在太陽電池中的作用最核心層，太陽電池PN結(jié)中的P型材料部分吸收太陽光，產(chǎn)生光電流 CIGS薄膜光學(xué)性質(zhì)為直接帶隙半導(dǎo)體，光吸收系數(shù)105cm-1CIS禁帶寬度1.02 eV，與1.45 eV相距甚遠(yuǎn)，需摻Ga來提高禁帶寬度隨著摻Ga量增大，禁帶寬度可在1.02-1.67 eV變化；當(dāng)Ga/(In+Ga)約為，即禁帶寬度大概為1.15 eV時，電池可獲得最高效率；Ga摻入量過多會導(dǎo)致電池電學(xué)性能的惡化，可摻S進(jìn)一步提高帶隙黃銅礦結(jié)構(gòu)帶隙和晶格參數(shù)關(guān)系

8、圖幾種材料吸收系數(shù)與光子能量關(guān)系1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿CIGS薄膜電學(xué)性質(zhì)：取決于化學(xué)計量組成少子壽命: 若干ns少子擴(kuò)散長度: 可達(dá)3m電子遷移率: 最高可達(dá)1000cm2 V -1 s-1 (單晶)電導(dǎo)率：Cu-rich1000-1cm-1；-1cm-1載流子濃度：1016-1018 cm-3導(dǎo)電類型：根據(jù)組分不同，可獲得P型或N型的CIGS 在CuInSe2的12種缺陷中，對電學(xué)性質(zhì)起主導(dǎo)作用的是VCu、VSe、InCu 和CuIn以及缺陷復(fù)合體2VCu-InCu；而前四個者決定導(dǎo)電類型:Cu-rich為受主CuIn占主導(dǎo)的p型Se-poor為施

9、主VSe占主導(dǎo)的n型Cu-poor時，當(dāng)受主VCu占主導(dǎo)為p型當(dāng)InCu占主導(dǎo)為n型1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿磁控濺射熱蒸發(fā)CIGS薄膜材料的制備方法 主要有真空法和非真空法兩大類。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1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿涂覆法電沉積 磁控濺射法 工藝: 沉積預(yù)制層后硒化退火處理 優(yōu)點：易于精確控制薄膜中各元素的化學(xué)計量比、膜厚和成分的均勻 分布，已成為目前產(chǎn)業(yè)化首選工藝 缺點：

10、Ga含量及分布不易控制，很難形成雙層梯度結(jié)構(gòu) 單位：日本的昭和殼牌、本田（金屬預(yù)制層）；美國Daystar等（CIGS預(yù)制層）1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿CIGS濺射生產(chǎn)設(shè)備預(yù)制層的選擇: 金屬預(yù)制層簡介：一般采用銅鎵合金靶與銦靶濺射，可分為共濺和分層濺射優(yōu)點：產(chǎn)率高，技術(shù)路線成熟，為目前濺射法采用最多的預(yù)制層方式缺點：由于無掩埋硒源，對后硒化處理要求較高代表單位：日本的昭和殼牌、本田等金屬預(yù)制層濺射后硒化一般工藝流程CIGS預(yù)制層簡介：一般采用銅銦鎵硒單靶一步得到CIGS，近幾年新出現(xiàn)的工藝路線 優(yōu)點：實現(xiàn)了薄膜的原位生長，薄膜質(zhì)量更高，對后硒化過程要求較

11、低缺點：成分調(diào)節(jié)更難，由于采用了非金屬靶，需射頻濺射產(chǎn)率較低，效率 也較金屬預(yù)制層后硒化低代表單位：美國Daystar硒源的選擇: 氣態(tài)硒化氫簡介：一般摻入90%惰性氣體稀釋后使用。目前一般采用快速熱處理工藝， 德國Shell solar用此法制備的組件效率高達(dá)14%優(yōu)點：硒化過程中，H2Se能分解為原子態(tài)Se，活性大易于CIG金屬合金預(yù) 制層反應(yīng)得到高質(zhì)量CIGS薄膜；缺點： H2Se作為硒源有毒且易揮發(fā)氣態(tài)硒源硒化裝置示意圖氣態(tài)硒源硒化爐固態(tài)硒源簡介：一般將Se粉作為硒源放入蒸發(fā)舟，采用蒸發(fā)方法產(chǎn)生Se蒸汽對預(yù)制 層進(jìn)行硒化優(yōu)點：安全無毒且廉價缺點： Se壓難以控制， Se原子活性差，易于

12、造成In和Ga元素的損失有機硒源簡介：(C2H5)Se2:DESe有望成為取代劇毒H2Se的替代硒化物， ankur等用 DESe作為硒源制備出了效率為13.7%的CIGS電池優(yōu)點：為液態(tài)硒化物，可在常壓不銹鋼容器中存儲，泄露危險更低缺點： 成本較高，目前每摩爾DESe 的成本比H2Se 高5倍多元共蒸發(fā)法 工藝: 采用Cu、In、Ga、Se四種蒸發(fā)源用熱蒸發(fā)形成薄膜 優(yōu)點：成膜質(zhì)量好，保持最高效率 (20.3%)，研究最多 缺點：大面積均勻性差，成本較高 單位：德國ZSW，美國NREL 分類：根據(jù)Cu的蒸發(fā)過程，按工藝分類可分為一步法、兩步法、三步法； CIGS共蒸發(fā)示意圖1、CIGS太陽電

13、池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿ZSW的CIGS電池產(chǎn)品一步法簡介：在沉積過程中保持銅、銦、鎵、硒四蒸發(fā)源的流量不變，一步完成 CIGS的制備優(yōu)點：工藝控制相對比較容易，適合大面積生產(chǎn)缺點：形成的薄膜晶粒尺寸比較小且不能形成梯度帶隙二步法簡介：二步法工藝由Boeing公司的提出，因此又叫Boeing雙層法。第一步， 是在襯底溫度為500時，共蒸發(fā)Cu、In、Ga、Se形成CIGS/CuxSe， 這是一層富銅的薄膜,為低電阻P型半導(dǎo)體；第二步，將襯底溫度升高到 550后，同時蒸發(fā)In、Ga、Se形成貧銅CIGS薄膜，為中等偏高電阻 的N型半導(dǎo)體。通過兩層間的擴(kuò)散，形成型半導(dǎo)體。優(yōu)點

14、：相對一步法可以獲得更大的晶粒尺寸缺點：沒有實現(xiàn)薄膜成分的梯度分布三步法簡介：在三步法工藝中，三步過程都是在Se蒸氣環(huán)境中進(jìn)行的。 第一步，在襯底溫度為350左右時，蒸發(fā)In和Ga形成In2Se3、Ga2Se3 兩種硒化物，其中控制In/Ga，(InGa)/Se2/3； 第二步，在襯底溫度為560左右蒸發(fā)Cu，形成富Cu的CIGS薄膜。此 過程中由于Cu2-xSe熔點較低，高溫下呈液態(tài)，可促進(jìn)晶粒生長 得到了 晶粒尺寸大且致密的膜層； 第三步襯底溫度保持560 蒸發(fā)少量的In和Ga，不但消除了表面的 Cu2-xSe，還得到了稍微貧銅的型CIGS薄膜，實現(xiàn)了表面Ga的梯度 分布； 優(yōu)點：是目前制

15、備高效CIGS電池最有效的工藝，所制備的薄膜表面光滑， 晶粒致密且尺寸較大,還易于實現(xiàn)Ga含量的V型分布 緩沖層CdS緩沖層的要求高阻N型材料，以防止PN結(jié)短路與吸收層良好晶格匹配，以減少界面缺陷較高帶隙，以避免吸收過多的太陽光緩沖層作用起到緩沖保護(hù)作用，防止濺射窗口層時，濺射離子對吸收層的損傷作為電池PN結(jié)的N型材料降低窗口層與吸收層的異質(zhì)結(jié)界面失配1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿CdS制備方法：化學(xué)水浴法（CBD）可制備出既薄又致密而且無針孔的CdSCBD中，氨水可溶解CIGS表面的氧化物，起到清潔表面作用Cd2+可與CIGS反應(yīng)生成CdSe并向貧銅表面擴(kuò)散

16、，形成CdCu施主，修復(fù)CIGS表面缺陷沉積溫度低且工藝簡單廉價CdS材料基本性質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)：閃鋅礦（立方）和纖鋅礦（六方）結(jié)構(gòu)，室溫下六方相處于穩(wěn)定狀態(tài)， 而立方相處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，在一定條件下兩者可相互轉(zhuǎn)化光學(xué)性質(zhì)：兩種結(jié)構(gòu)CdS禁帶寬度有所差別，相對穩(wěn)定的六方相CdS為電學(xué)性質(zhì)：N型材料，電阻非常高，所以電池中一般僅需50nm左右，過厚將會導(dǎo)致電池效率的降低典型的硫化鎘CBD制備裝置1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿窗口層ZnO及ZnO:Al（ZAO）窗口層作用與要求兩方面功能：一是與P型CIGS構(gòu)成異質(zhì)結(jié)，二是與頂極一起輸出電流表面導(dǎo)電層：有較高電導(dǎo)率和光透過

17、率高、低阻兩層：高阻本征氧化鋅(i-ZnO)和低阻摻鋁氧化鋅(ZAO)ZnO（ZAO）的基本性質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)：與CdS一樣，屬于纖鋅礦（六方）結(jié)構(gòu)，故有晶格良好匹配光學(xué)性質(zhì)：直接帶隙材料，禁帶寬度為電學(xué)性質(zhì)： ZnO為作N型材料N型材料，電阻率非常高(100-400.cm)，所以一般僅需50nm左右，過厚將會導(dǎo)致電池效率的降低。ZAO電阻率約10-4cmZnO（ZAO）制備方法：磁控濺射沉積速率高，重復(fù)性及均勻性好，成為目前窗口層的主流制備方法1、CIGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿 組件制作時，在薄膜材料沉積過程中要進(jìn)行三道劃線工藝，以完成各子電池的界定、分割和互聯(lián)1、C

18、IGS太陽電池概述銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿組件制作 （1）P1激光劃線：對Mo進(jìn)行劃線，將之分割成5-7mm的條 （2） P2機械劃線：將CIGS、CdS、i-ZnO全部劃開而保留Mo層，此時多個子電池已形成 （3）P3機械劃線：沉積ZAO后 ，子電池又連接在一起，進(jìn)行P3劃線將各子電池分開，形成多個子電池串聯(lián)的組件技術(shù)路線典型企業(yè)技術(shù)特點磁控濺射7家：Solar Frontier、Honda Soltec、 MiaSole、DayStar、Avancis、Soltecture、Bosch Solar濺射預(yù)制層后硒（硫）化，成膜質(zhì)量較好，且大面積均勻 性良好；缺點是由于采用真空

19、技術(shù)，成本仍然較高共蒸發(fā)6家：Wurth Solar 、Q-Cells、Solarion、Global Solar Energy、Ascent Solar、Flisom成膜質(zhì)量好，電池效率高；缺點是大面積均勻性差，成本較高。電沉積3家：Odersun、CIS Solartechnik、SoloPower非真空、低溫、液相沉積過程；成本低廉，且適合于大面積、卷繞式連續(xù)沉積，但摻Ga難，效率偏低納米涂布2家：Nanosolar、International Solar Electric Technology 非真空、設(shè)備投資低，原料利用率高；但薄膜致密性不好，孔洞較多，不利于效率提高2、CIGS太陽

20、電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿 自1970年代開始，CIGS太陽電池已越來越受到研究機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注，眾多企業(yè)（超過20家）正處于中試或小規(guī)模生產(chǎn)階段，但主要集中在美國（7）、德國（8）和日本（2），中國主要靠引進(jìn)技術(shù)（山東孚日、安泰科技、蘇州高賽），未見自主研發(fā)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)1） Solar Frontier 公司簡介：昭和殼牌的全資子公司，全球第二大薄膜 太陽電池廠家，1993年開始CIGS技術(shù)研發(fā)技術(shù)路線：濺射后硒（硫）化電池結(jié)構(gòu)：玻璃/Mo/CIGSS/ZnS/ZBO(Mocvd)技術(shù)水平： 30cm2的組件實現(xiàn)了的轉(zhuǎn)換效率生產(chǎn)規(guī)模：在宮崎縣建造了年產(chǎn)能達(dá)900M

21、W，2011年的總產(chǎn)能達(dá)到1GW，效率為11.2%已與IBM合作開發(fā)CZTS太陽電池，技術(shù)基于該公司的“CIS太陽電池”2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿2）Honda Soltec （日本）公司簡介：1997年開始研究CIGS太陽電池，2006年成立了的生產(chǎn)和銷售子公司“Honda Soltec”。技術(shù)路線：濺射后硒化 電池結(jié)構(gòu)：玻璃/Mo/CIGS(Na)/InS/ZnO技術(shù)水平：1999年器件效率為18.1%(2)，2007年的模塊效率達(dá)到(73cm92cm )，2010年進(jìn)行量產(chǎn)生產(chǎn)規(guī)模：已擁有MW生產(chǎn)線，效率11.6%電動汽車用CIGS太陽電池充電站

22、2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿3）MiaSole（美國）公司簡介：2001年開始研發(fā)CIGS技術(shù)路線：濺射后硒化電池結(jié)構(gòu)：SS/Cr/Mo/CIGS/CdS/ZnO/技術(shù)水平：2010年器件，2011年1m2模板效率迅速提高至生產(chǎn)規(guī)模：已有22MW生產(chǎn)線，轉(zhuǎn)換效率最大約為(1.6m0.66m)，80MW的生產(chǎn)線正在建造中(裁員重組，面臨破產(chǎn)危險)2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿4）DayStar (美國)公司簡介：成立于1997年技術(shù)路線：一步法濺射電池結(jié)構(gòu)： SS(glass)/Mo/CIGS/CdS/ITO/技術(shù)水平

23、：器件效率 16.9%生產(chǎn)規(guī)模： 25MW 生產(chǎn)線正在建設(shè)中經(jīng)營不善:2011年第二季度虧損110萬美元，股價從最高150元跌到元2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿5）Avancis(shell solar)（德國）公司簡介：2002年shell solar開始研究CIGS，2006年與Saint-Gobain合資成立Avancis，2009年， Avancis成為Saint-Gobain全資子公司技術(shù)路線：濺射后硒（硫）化電池結(jié)構(gòu)：玻璃/SiN/Mo/CIGSS/CdS/ZnO技術(shù)水平：2011年 30cm2模塊效率達(dá)到生產(chǎn)規(guī)模：以年產(chǎn)20MW的規(guī)模生產(chǎn)效率

24、為12的太陽電池，目前正在 其總部建設(shè)年產(chǎn)100MW的第二工廠2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿6）Soltecture( Sulfurcell德國）公司簡介：2001年從 Helmholtz Center Berlin分離，成立Sulfurcell，2010年改名為Soltecture技術(shù)路線：濺射后硫（硒）化，有刻蝕工藝電池結(jié)構(gòu)：玻璃/Mo/CIS(CIGS)/CdS/ZnO/技術(shù)水平： %（ 1.25m*0.65m ）的最高轉(zhuǎn)換效率生產(chǎn)規(guī)模：擁有35MW生產(chǎn)線，正投資億歐元在建立75MW生產(chǎn)線2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)

25、術(shù)前沿7）Bosch Solar(Johanna Solar德國)公司簡介：2006年建廠生產(chǎn)，2008年轉(zhuǎn)讓技術(shù)和部分股權(quán)給山東孚日，2010年被博世集團(tuán)收購，改名為Bosch Solar技術(shù)路線：濺射后硒化硫化電池結(jié)構(gòu)：玻璃/Mo/CIGSS/CdS/ZnO/技術(shù)水平：未知生產(chǎn)規(guī)模：已擁有30MW生產(chǎn)線2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿技術(shù)路線典型企業(yè)技術(shù)特點磁控濺射7家：Solar Frontier、Honda Soltec、 MiaSole、DayStar、Avancis、Soltecture、Bosch Solar濺射預(yù)制層后硒化/硫化，成膜質(zhì)量較好

26、，且大面積均勻 性良好；缺點是由于采用真空技術(shù)成本仍然較高共蒸發(fā)6家：Wurth Solar 、Q-Cells、Solarion、Global Solar Energy、Ascent Solar、Flisom成膜質(zhì)量好，電池效率高；缺點是大面積均勻性差，成本較高。電沉積3家：Odersun、CIS Solartechnik、SoloPower非真空、低溫、液相沉積過程；成本低廉，且適合于大面積、卷繞式連續(xù)沉積，但摻Ga難，效率偏低納米涂布2家：Nanosolar、International Solar Electric Technology 非真空、設(shè)備投資低，原料利用率高；但薄膜致密性不好，

27、孔洞較多，不利于效率提高2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿 自1970年代開始，CIGS太陽電池已越來越受到研究機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注，眾多企業(yè)（超過20家）正處于中試或小規(guī)模生產(chǎn)階段，但主要集中在美國（7）、德國（8）和日本（2），中國主要靠引進(jìn)技術(shù)（山東孚日、安泰科技、蘇州高賽），未見自主研發(fā)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)1）Wurth Solar （德國）公司簡介：成立于1999年， Wurth 集團(tuán)和ZSW的合資公司，2010年收購SolarMarkt公司技術(shù)路線：共蒸發(fā)電池結(jié)構(gòu)：玻璃/Mo/CIGS/CdS/ZnO/技術(shù)水平： 效率高達(dá)14%（m2 ），輸出功率為100W

28、生產(chǎn)規(guī)模： 擁有30MW生產(chǎn)線，產(chǎn)品效率12%（1.2m2 )（2011年12月被Manz收購,并將效率提高至15.1%）2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿2）Q-Cells(Solibro GmbH)(德國)公司簡介：成立于1983年，歐洲最大太陽電池制造商；2006年與Solibro AB合資成立進(jìn)入CIGS領(lǐng)域，2009年Solibro GmbH成為其全資子公司工藝路線：共蒸發(fā)電池結(jié)構(gòu)： 玻璃/Mo/CIGS/CdS/ZnO/技術(shù)水平：效率17.4%(16m2)生產(chǎn)規(guī)模：擁有兩條生產(chǎn)線，45WM和90WM；已宣布破產(chǎn)，中國漢能收購2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)

29、現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿3）Solarion(德國)公司簡介： 2000年成立于德國萊比錫，2011年臺企華新麗華出資4000萬歐元收購其49%股份技術(shù)路線：離子束輔助共蒸發(fā)(硒用離子束)電池結(jié)構(gòu)：PI/Mo/CIGS(Na)/CdS/ZnO/技術(shù)水平：小面積組件效率%生產(chǎn)規(guī)模：計劃建立20MW生產(chǎn)線2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿4） Global Solar Energy（美國）公司簡介：1996年由UniSource Energy與歐洲創(chuàng)投合資成立， NREL的設(shè)備供應(yīng)商和產(chǎn)業(yè)化伙伴，成本低于2美元/瓦技術(shù)路線：共蒸發(fā)電池結(jié)構(gòu)： S

30、S/Mo/CIGS/CdS/ZnO/技術(shù)水平：最高組件效率13%生產(chǎn)規(guī)模：40MW(美國)，35MW（德國破產(chǎn)） ，產(chǎn)品效率12.6%(5.74 m2)2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿5）Ascent Solar（美國）公司簡介：成立于2005年，主要基于PI基底生產(chǎn)CIGS太陽電池技術(shù)路線：共蒸發(fā)電池結(jié)構(gòu)：PI/Mo/CIGS/CdS/ZnO/技術(shù)水平：器件效率最高%生產(chǎn)規(guī)模：擁有30MW生產(chǎn)線，效率為10.5%2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿6）Flisom(瑞士)公司簡介： EMPA重要合作伙伴技術(shù)路線：低溫共蒸發(fā)電

31、池結(jié)構(gòu)： SS(PI)/Mo/CIGS(Na)/CdS/ZnO/技術(shù)水平：器件效率18.7%，柔性電池世界記錄生產(chǎn)規(guī)模：尚無2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿技術(shù)路線典型企業(yè)技術(shù)特點磁控濺射7家：Solar Frontier、Honda Soltec、 MiaSole、DayStar、Avancis、Soltecture、Bosch Solar濺射預(yù)制層后硒化/硫化，成膜質(zhì)量較好，且大面積均勻 性良好；缺點是由于采用真空技術(shù)成本仍然較高共蒸發(fā)6家：Wurth Solar 、Q-Cells、Solarion、Global Solar Energy、Ascent

32、Solar、Flisom成膜質(zhì)量好，電池效率高；缺點是大面積均勻性差，成本較高。電沉積3家：Odersun、CIS Solartechnik、SoloPower非真空、低溫、液相沉積過程；成本低廉，且適合于大面積、卷繞式連續(xù)沉積，但摻Ga難，效率偏低納米涂布2家：Nanosolar、International Solar Electric Technology 非真空、設(shè)備投資低，原料利用率高；但薄膜致密性不好，孔洞較多，不利于效率提高2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿 自1970年代開始，CIGS太陽電池已越來越受到研究機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注，眾多企業(yè)（超過20

33、家）正處于中試或小規(guī)模生產(chǎn)階段，但主要集中在美國（7）、德國（8）和日本（2），中國主要靠引進(jìn)技術(shù)（山東孚日、安泰科技、蘇州高賽），未見自主研發(fā)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)1）Odersun（ IST德國） 公司簡介： IST技術(shù)專家為主，2002年組建一個命名為Odersun的股份制公司，曾向中國安泰轉(zhuǎn)讓技術(shù)技術(shù)路線：銅帶(1cm)上電沉積電池結(jié)構(gòu)：Cu/CIS/CuI/ZAO技術(shù)水平：器件效率達(dá)到%，組件效率超過7%生產(chǎn)規(guī)模：30MW， 已倒閉2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿2）CIS Solartechnik（德國）公司簡介： 1999年成立技術(shù)路線：電沉積電池結(jié)構(gòu)：

34、Cu（SS）/Mo/CIS/CdS/ZnO/技術(shù)水平： 最高效率11.2% (1cm2)生產(chǎn)規(guī)模：正在建立30MW生產(chǎn)線2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿3）SoloPower（美國）公司簡介：成立于2000年技術(shù)路線：電沉積電池結(jié)構(gòu)： SS/Mo/CIGS/CdS/ZnO/技術(shù)水平： 13.76% (0.5 cm2) ，11.7%(178 cm2)， 1m2組件超過10%生產(chǎn)規(guī)模：已有10WM生產(chǎn)線，正在建75WM生產(chǎn)線(SS ，1m寬)2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿技術(shù)路線典型企業(yè)技術(shù)特點磁控濺射7家：Solar Fr

35、ontier、Honda Soltec、 MiaSole、DayStar、Avancis、Soltecture、Bosch Solar濺射預(yù)制層后硒化/硫化，成膜質(zhì)量較好，且大面積均勻 性良好；缺點是由于采用真空技術(shù)成本仍然較高共蒸發(fā)6家：Wurth Solar 、Q-Cells、Solarion、Global Solar Energy、Ascent Solar、Flisom成膜質(zhì)量好，電池效率高；缺點是大面積均勻性差，成本較高。電沉積3家：Odersun、CIS Solartechnik、SoloPower非真空、低溫、液相沉積過程；成本低廉，且適合于大面積、卷繞式連續(xù)沉積，但摻Ga難，效率

36、偏低納米涂布2家：Nanosolar、International Solar Electric Technology 非真空、設(shè)備投資少，原料利用率高；但薄膜致密性不好，孔洞較多，不利于效率提高2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿 自1970年代開始，CIGS太陽電池已越來越受到研究機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注，眾多企業(yè)（超過20家）正處于中試或小規(guī)模生產(chǎn)階段，但主要集中在美國（7）、德國（8）和日本（2），中國主要靠引進(jìn)技術(shù)（山東孚日、安泰科技、蘇州高賽），未見自主研發(fā)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)1）Nanosolar（美國） 公司簡介： 2002年由斯坦福大學(xué)的兩名博士創(chuàng)立，吸引總投

37、資達(dá)4億美元，并獲得美國能源部2000萬美元基金，自稱每瓦發(fā)電成本僅 美元技術(shù)路線：硒化物納米涂布法電池結(jié)構(gòu)：Al/CIGS/CdS/ZnO技術(shù)水平： 效率最高達(dá)17.1%生產(chǎn)規(guī)模： 2011年達(dá)115MW，效率10%2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿2） International Solar Electric Technology（美國） 公司簡介：1985成立并開始研究CIGS，1987年確定納米涂布技術(shù)路線，1991年開始采用柔性基底（PI)技術(shù)路線：納米氧化物涂布法電池結(jié)構(gòu)：PI/Mo/CIGS/CdS/ZnO（MOCVD）技術(shù)水平: 13.7%（玻

38、璃）13.0%(Mo箔)和8.9%(PI) ，1m2效率11.2% ；生產(chǎn)規(guī)模：目前擁有3MW生產(chǎn)線，計劃擴(kuò)建至30MW2、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿 如何看待眾公司破產(chǎn)現(xiàn)象？（ Solyndra 、 Q-Cell、 VEECO、 Wurth Solar、GSE ）一方面，反應(yīng)出了目前企業(yè)所遇到的困境和行業(yè)的不景氣；另一方面，通過優(yōu)勝劣汰，大企業(yè)通過收購合并等手段，進(jìn)入該領(lǐng) 域，促進(jìn)了行業(yè)整體的進(jìn)步和發(fā)展 ；產(chǎn)業(yè)化遇到的困難？一次性投入大，收回成本周期長，盈利困難，擁有技術(shù)的中小企業(yè)因資金缺乏不得不轉(zhuǎn)讓技術(shù)甚至倒閉；技術(shù)門檻高，大面積效率量產(chǎn)困難較多；2、

39、CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿 CIGS前景如何？ 真空or非真空？非真空法極大程度的縮小了和真空法制備出產(chǎn)品質(zhì)量的差距，但仍 存在一定差距；成本將最終決定生產(chǎn)路線； 柔性or剛性基底？（晶硅：美元/瓦；碲化鎘：0.7美元/瓦；CIGS2美元/瓦）隨著晶硅成本的不斷降低，目前技術(shù)水平，剛性CIGS很難與其競爭，大幅降低制作成本成為當(dāng)務(wù)之急；相當(dāng)長一段時間內(nèi)，柔性CIGS將成為其主流發(fā)展方向 為獲取競爭優(yōu)勢，CIGS太陽電池需要簡化工藝、降低成本、提高效率并解決環(huán)境污染和資源短缺風(fēng)險，朝以下方向發(fā)展：3、CIGS太陽電池發(fā)展方向及學(xué)術(shù)前沿銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)

40、業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿（1）卷對卷生產(chǎn)柔性CIGS太陽電池（2）基于非真空技術(shù)的高效率CIGS太陽電池（3）開發(fā)無Cd新型緩沖層材料重量輕、厚度小（小于1mm）比功率高， 1100W/Kg以上可卷曲折疊、不怕摔碰抗輻射能力強 易于運輸和安裝卷對卷連續(xù)化沉積 可降低成本應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛、柔性CIGS太陽電池銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿柔性太陽電池優(yōu)勢真空穩(wěn)定性：基材在真空加熱環(huán)境下時不放出氣體熱穩(wěn)定性： 大多數(shù)高質(zhì)量的吸收層需加熱到500-600，研究表明 當(dāng)退火溫度低于350時，吸收層的性能會急劇惡化，所 以要求基材要可以承受350以上的溫度熱膨脹系數(shù)：基材要有合適熱膨脹系數(shù)(CTE)，

41、否則會造成退火 后成薄膜與基材結(jié)合不緊密而造成脫膜現(xiàn)象柔性基材的選擇3.1、柔性CIGS太陽電池銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿化學(xué)惰性：基材應(yīng)是化學(xué)惰性的，不能在制備CIGS時被硒化，亦 不能在水溶液鍍制CdS時發(fā)生反應(yīng)而造成基材的腐蝕， 此外，基材還不應(yīng)有元素擴(kuò)散進(jìn)入薄膜足夠的潮濕屏障：基材應(yīng)該保護(hù)太陽電池免受自然條件的損傷，尤 其是要防止水滲入電池中較高強度：要適合卷對卷工藝路線，以滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求成本：價格盡量低廉，以降低生產(chǎn)成本重量：盡可能輕，以提高質(zhì)量比功率3.1、柔性CIGS太陽電池銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿 粗糙度： 要求襯底表面粗糙度在幾百到幾千納米之

42、間，一般要對柔性襯底進(jìn)行拋光處理，否則導(dǎo)致以下結(jié)果： （1）粗糙的表面會提供更多CIGS成核中心，導(dǎo)致形成細(xì)小顆粒和更多晶體缺陷 （2）金屬襯底上的尖峰可以穿過電池吸收層，導(dǎo)致PN結(jié)短路 （3）在高溫生長CIGS期間，襯底存在大的突起會導(dǎo)致雜質(zhì)從襯底向CIGS表面擴(kuò)散三種影響機制3.1、柔性CIGS太陽電池銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿 考慮到真空兼容、熱膨脹系數(shù)、熱穩(wěn)定性、成本等要求，最常用的柔性基材有鈦箔、不銹鋼箔和聚酰亞胺箔。鈦箔（Ti） 特點：最高效率為17.4%(日本AIST)；較輕(4.51 g/cm3)，所以 質(zhì)量比功率高，10-6K-1)與CIGS非常匹配， 但是價格

43、較貴，非常適用于空間電池。 機構(gòu)：德國ZSW、 HMI、Solarion、IPF、 Shell Solar ；美國Univ. Hawaii 、ISET、 Daystar；日本AISTTi箔柔性CIGSS組件 左: ZSW右: Shell Solar3.1、柔性CIGS太陽電池銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿不銹鋼箔（SS） 特點：最高效率為%（美國NREL）；基本滿足要求，低成本 是其最大優(yōu)勢；地面民用電源的首選，故研究最多 機構(gòu)：美國NREL、GRE、Solopower、FSEC ; 德國Shell Solar、 CIS Solartechnik、ZSW、 IPF; 瑞典ASC; 日

44、本Matsushita; 英國CREST; 南開大學(xué)、中南大學(xué)GSESolopowerMatsushita3.1、柔性CIGS太陽電池銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿聚酰亞胺箔（PI） 特點：最高效率為%(日本AIST、瑞士ETH)；質(zhì)輕（3）， 低成本；特別適合用于高比功率電源，如軍用便攜電源；不 足是耐熱性較差，工藝要求高 機構(gòu)：美國GRE、Ascent Solar、IEC、ISET; 德國Solarion、ZSW、 HMI、 IPF; 瑞士ETH; 日本AIST; 十八所AISTSolarionAscent3.1、柔性CIGS太陽電池銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿Mo、

45、Al、Cu： Mo、Al、Cu也可作為柔性基底，但是因其自身缺陷，應(yīng)用并不廣泛。 Mo價格昂貴且質(zhì)量比功率低，而Al和Cu雖價格低廉，但是過高CTE限制了其應(yīng)用；AI基底Cu基底3.1、柔性CIGS太陽電池銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿 在柔性襯底與Mo背接觸層之間，一般需要鍍制一層絕緣阻擋層，主要有兩個作用： （1）在金屬襯底和單片集成電池之間提供電絕緣層 （2）減少金屬襯底中雜質(zhì)向CIGS中擴(kuò)散常用的擴(kuò)散阻擋層有SiOx、Al2O3、Al、Cr等Al、Cr作為擴(kuò)散阻擋層會阻擋Fe原子向薄膜的滲入，但是自身也會發(fā)生一定量的擴(kuò)散進(jìn)入Mo絕緣且穩(wěn)定的SiOx 、 Al2O3是阻擋層的首

46、選材料。SiOx（等離子CVD法）/SiOx(溶膠凝膠法)、 Al2O3 (濺射法)/ SiOx（等離子CVD法）等雙層結(jié)構(gòu)具有最佳阻擋效果3.1、柔性CIGS太陽電池銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿絕緣阻擋層 Na的摻入極大地提高了CIGS電池性能，但是柔性襯底不可能像納鈣玻璃一樣向吸收層提供Na，所以必須采用其他方式摻入：3.1、柔性CIGS太陽電池銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿金屬Na的摻入制備含Na阻擋層在共蒸發(fā)鍍CIGS時，共蒸發(fā)Na或NaF鍍制CIGS前，先鍍制NaF層（10nm）完成CIGS后，對CIGS進(jìn)行摻Na后處理 與玻璃基底一樣，柔性光伏組件的制作也需要

47、三步劃線工藝。但對柔性襯底來講，機械劃線技術(shù)不可避免會損傷PI表面和金屬襯底絕緣阻擋層，需要有不同集成組裝方式：PI基底：P1、P2使用激光法，而P3需要光刻技術(shù)金屬基底：除P2可用激光法外，P1、P3都必須用光刻技術(shù)但是，由于阻擋層與吸收層存在應(yīng)力匹配問題，劃線時容易造成開裂現(xiàn)象，所以人們發(fā)展單體電池外部連接新技術(shù)劃線時產(chǎn)生的開裂現(xiàn)象外部連接工藝3.1、柔性CIGS太陽電池銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿組件制作方式 Cd作為有毒物質(zhì)，不可避免會對環(huán)境造成一定的影響。為此，各國研究者開展了大量研究，采用ZnS、In2S3、Zn(Mg)O等無Cd緩沖層替代CdS，并取得了一定成果，研究

48、機構(gòu)主要集中在日本和德國。、無Cd緩沖層銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿采用無Cd緩沖層的主要研究機構(gòu)及其器件效率ZnS是CdS以外，器件效率最高的緩沖層材料（日本青山大學(xué)18.6%）禁帶寬度為，與CdS（）相比，增加了CIGS對波長為350nm-550nm的太陽光吸收制備方法：化學(xué)水浴法、原子層沉積法、浸漬離子層氣相反應(yīng)法和蒸發(fā)法等3.2、無Cd緩沖層銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿基于ZnS的緩沖層室溫下穩(wěn)定的-In2S3為電池中緩沖層最常見的In2S3結(jié)構(gòu)In2S3的光學(xué)直接能隙為，并不符合電池能帶分布的需要，需要由不同的制備方法及參數(shù)調(diào)控，由2.0 eV變至3. 7eV

49、非真空制程的CBD可調(diào)控的能隙范圍最大(2.2eV -3.7 eV)；CBD鍍制的In2S3 薄膜中，含有一定量O及OH基，降低S/OH比可增大薄膜的能隙In2S3緩沖層3.2、無Cd緩沖層銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿真空法制備技術(shù)能帶可調(diào)范圍較低（ 2.0eV eV ），但目前In2S3最高效率是采用真空法制備德國D. Lincot利用ALD制作的In2S3緩沖層，具有最高的轉(zhuǎn)換效率16.4%不同沉積方法制備出的In2S3效率值得注意的是，采用共蒸發(fā)及濺射工藝均可制備出效率超過12%的In2S3，超過ZnS的9% ，這使得全干法工藝得以實現(xiàn) 全干法工藝：整個電池制備過程均在真空下

50、完成，不需要經(jīng)過水溶液步驟，將有利于工藝簡單化、提高生產(chǎn)效率、降低成本3.2、無Cd緩沖層銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿也是一種非常有潛力的緩沖層，通過摻入Mg含量的不同，可對ZnO帶隙進(jìn)行調(diào)整（ eV eV ）濺射：電池效率11.3%，效率損失是由于濺射工藝損傷表面而引起的表面復(fù)合所致ALD：最高效率接近18%Shell Solar公司：采用Mg1-xZnxO替代i-ZnO和CdS，簡化了電池 制備工藝，獲得了12.5%的效率3.2、無Cd緩沖層銅銦鎵硒硫薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)前沿ZnO 和Mg1-xZnxO 緩沖層X值對Mg1-xZnxO能帶寬度的影響Mg1-xZnxO替代i-ZnO和CdS的電池 目前吸收層主流制備方法是濺射后硒化和共蒸發(fā)法，但是兩者均采用了昂貴的高真空設(shè)備，投資和制作成本較高。 為降低吸收層的制作成本，各國研究人員開展了多種不需要真空設(shè)