CIGS薄膜在高于500℃的温度下沉积在涂有Mo的玻璃衬底上,并且与通过化学沉积形成的CdS层,组成CdS/CIGS异质结太阳能电池。以掺镓的CIS(CIGS)和以CdS为缓冲层制成的太阳能电池效率已高达21.5%。
目前大多数CIGS电池组件都含有CdS缓冲层,但使用CdS缓冲层也存在一些缺点。从恢复短波光生电流的观点来看,应该使用禁带宽度更宽的缓冲层,从环境的观点来看,镉的毒性将对环境产生负面影响。因此近年来研究使用的缓冲层材料有ZnS、In2S3、ZnSe、ZnO、SnO2、ZnIn2Se等,以取代CdS作为缓冲层,实现制备绿色无镉高效CIGS薄膜太阳电池,同时为了节约原材料和能源,还应该考虑尽可能地减小薄膜厚度。
5.有机薄膜太阳能电池
有机薄膜太阳能电池主要有:单层结构的肖特基电池、双层p-n异质结电池以及P型和n型半导体网络互穿结构的体相异质结电池。目前认为有机薄膜太阳能电池的作用过程分为3个步骤:光激发产生激子、激子在给体/受体(D/A)界面的分裂、电子和空穴的漂移及其在各自电极的收集。有机薄膜太阳能电池具有材料潜在的低价格、加工容易、可大面积成膜、分子及薄膜性质可设计性、质轻、柔性等显著优点,但目前有机薄膜太阳能电池光电转换效率很低、稳定性差,只有将光电转换效率提高到5%以上才可能大规模应用。
结束语
综上所述,薄膜太阳能电池因为低成本、低材料消耗、不断提高的转换效率,在未来光伏电池技术发展中占有越来越重要的位置,很多研究人员都在致力于薄膜太阳能的研究和开发。不同类型的薄膜太阳能电池具备各自的优缺点。a-Si薄膜太阳能电池成本较单晶Si太阳能电池低,但由于存在光致衰退效应,目前很难发展为具有稳定高效率的太阳能电池。而poly-Si薄膜太阳能电池兼具单晶Si和a-Si的优点,制备工艺相对简单,适合产业化大面积生产。CIGS薄膜太阳能电池效率较高,性能优越,建议科研工作者给予更多的关注。有机薄膜太阳能电池对于实现低能耗、低成本、无污染具有重要的意义,但转换效率低、长期稳定性差,想实现商用需要较长的研究过程。可以设想在不久的将来,随着科研工作的不断深入,薄膜太阳能电池目前面临的问题将逐一得到解决,性能将不断得到改善和提高,从而满足未来消费者对于能源的迫切需求。