薄膜太阳能电池之CIGS迎春(图)

来源:发布时间:2014-05-08 00:01:59

【前言】

春意盎然的4月,正值农历阳春时节。古人有云:等闲识得东风面,万紫千红总是春。春天,承载着勃勃生机;春天,孕育着无数的希望;春天,也给人无尽的遐想。而笔者所恋者,唯光伏之春耳。

  【透视光伏】

如今的太阳能光伏行业,在经历了一场暴风雨似的洗礼之后,终于回归到它理性发展的时刻。繁荣--衰退--萧条--复苏,不得不说,曾经风靡一时的太阳能光伏行业,也逃不出经济周期性这一铁律。

回首21世纪初太阳能光伏产业发展的黄金十年,光伏恰似一颗璀璨的明珠,闪耀星空。十年的发展,见证着十年的奇迹。全球太阳能光伏行业年新增装机容量从2001年的几百兆瓦,增长至2011年30.28GW,总装机量超70GW。如此骄人的成绩,不能不说这是光伏行业发展史上一个伟大的奇迹。

然而,正当无数各色行业巨头纷纷摩拳擦掌涉足光伏之时,2011年受经济危机的“外患”影响,光伏行业“内忧”加剧--产能过剩、欧洲补贴削减、“双反”调查等不利因素接踵而至。行业景气度下滑,产业发展减速。2012年“光伏寒潮”正式来袭,无数在“寒冬”中煎熬的光伏企业最终没能熬过这个“冬天”而在最后一刻倒下,其中也不乏曾经的光伏巨头。

太阳能光伏行业迎春

  太阳能光伏行业喜迎春(图)

2013年,全球光伏行业终于度过低谷迎来复苏。中欧“双反”之争最终达成“价格承诺”协议,美日光伏市场也开始升温。而度过了漫长的“光伏寒冬期”之后的中国光伏企业,在国内多番利好政策刺激之下,终于看到了希望的曙光。

2014年,受全球光伏市场环境改善以及国内政策大力推动下,中国光伏有望迎来新的爆发。而其中最大的亮点,无疑是光伏产业链中投资景气度最高的终端--光伏电站。2014年的光伏,即将迎来行业复兴的拐点。

  【话说薄膜】

众所周知,光伏可分为晶硅和薄膜两种电池技术路线。晶硅太阳能电池的有优点在于光电转换效率较高,缺点是生产过程存在污染,适合于强光环境,而在弱光条件下几无发电。而薄膜太阳能电池以其成本低、可柔性化、弱光性好、质量轻等优势,在光伏领域中始终占据着一席之地。


目前,在全球光伏市场中,晶硅电池依然占据约85%市场的主导性地位。然而,随着薄膜电池技术的不断进步,其成本也将不断下降,同时光电转换效率却在不断提高。据OFweek太阳能光伏网了解,以单结、非聚光的形式考量下,薄膜太阳能电池的理论转换效率可达30%,而比之晶硅电池29%的理论值略高,发展空间相对更大。

笔者认为,从长远来看,薄膜太阳能电池凭借生产中无污染、低能耗,顺应时代发展的需求,未来将逐渐取代晶硅太阳能电池,可谓是光伏技术发展大势之所趋。从国内政策层面上来说,2013年党的十八大明确提出要走“新型城镇化”发展道路,在新型城镇化建设的政策导向下,薄膜光伏产业将在分布式发电、光伏建筑一体化等项目中获得更大的发展机遇。2014年的薄膜光伏,将迎来产业发展的春天。

  【聚焦CIGS】

谈到CIGS,相信光伏业界人士早已耳熟能详。所谓CIGS薄膜太阳能电池,是由铜(Copper)、铟(Indium)、镓(Gallium)、硒(Selenium)等几种化学元素的化合物作为原料生产的薄膜化合物太阳能电池,其制备工艺有共蒸发法和溅射硒化法等。近年来,CIGS薄膜太阳能技术以其光吸收能力强、发电性能稳定、光电转换效率高、生产制造成本低、能源回收周期短等特点,已经成为薄膜太阳能研究的“宠儿”。

CIGS薄膜太阳能<a href=光伏电站项目" src="https://img.solarbe.com/imgc/20180120082205105369.jpg" />

  图为CIGS薄膜太阳能光伏电站项目

据OFweek太阳能光伏网了解,德国高科技设备制造商Manz公司携手德国巴登-符腾堡邦太阳能暨氢能研究中心(ZSW)使用共蒸发的生产制备工艺共同开发的CIGS薄膜太阳能电池新技术的转换效率高达20.8%,再次创造新纪录。并且已正式由德国Frauenhofer太阳能中心(ISE)认证,同时也打破多晶硅太阳能电池实验效率。新一代CIGS技术能有效降低生产成本,迅速实现批量生产,提高该公司在太阳能市场上的竞争力。与现有欧洲、美国和日本的主要CIGS薄膜太阳能电池企业13%的产品转换效率相比,Manz公司量产的CIGS光伏组件的转换效率逼近15%,其产品竞争力优势更为明显。

就中国国内市场而言,发展CIGS薄膜太阳能电池有着得天独厚的天然优势。针对其主要原材料铜、铟、镓、硒而言,有别于晶硅电池原材料受制于欧美日等国家地区,中国丰富的稀土资源,为CIGS薄膜太阳能电池在中国国内的发展奠定了坚实的基础。

下一页>  

在太阳能电池领域,CIGS薄膜太阳能电池也被誉为“太阳能能源的未来”。并且逐步开展大规模广泛的应用。作为CIGS在中国国内应用的典型案例,笔者以北京桑林蓝天自控技术有限公司开发的云南石林1兆瓦级薄膜太阳能并网电站为例,该电站是中国国内最大CIGS并网光伏电站,其发电效率高于临近的单晶硅太阳能组件约10%,也是全国首例最大的商业化光伏电站。该项目填补了中国国内没有CIGS装备电站的空白,开创了中国建设CIGS发电装备示范的先河。

  【展望未来】

不可否认,国家政策一直是光伏行业发展的主推手。今年初,国家能源局确定2014年国内光伏电站新增装机14GW。其中分布式光伏占比60%,约为8GW,地面光伏电站约6GW。可见,中国光伏行业发展将再次迎来机遇期。

事实上,CIGS薄膜太阳能电池凭借其光吸收能力强、发电性能稳定、光电转换效率高、生产制造成本低、能源回收周期短,以及轻柔便携、透光性好、适用性强等特点上的优势,可广泛适用于偏远地区独立电站、小型民用屋顶光伏电站、大型商用屋顶光伏电站、建筑一体化、分布式光伏电站、光伏系统解决方案等多个领域,而其中BIPV和光伏电站势必成为行业竞争的主战场。可想而知,CIGS的前景是十分光明的。

展望未来,随着薄膜太阳能电池技术的不断发展,薄膜光伏市场份额将不断扩大,CIGS必将成为光伏历史舞台中的主角。换言之,正处在技术革新中的CIGS薄膜太阳能电池,即将开创一个崭新的“薄膜时代”。(文/Figo)

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201405/08/218583.html

责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
界面工程增强了钙钛矿CIGS叠层太阳能电池的性能来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-11-03 15:01:22

来自北京理工大学、北京怀柔实验室和其他中国学术机构的研究人员研究了沉积在平滑铜铟镓硒化物衬底上的钙钛矿薄膜,从而提高了叠层太阳能电池的性能和稳定性。该团队的方法将钙钛矿材料的独特优势与CIGS衬底的强大稳定性和成熟技术相结合。这项工作强调了需要详细的界面工程来释放钙钛矿器件的全部潜力,并可能加速基于这些先进材料的新太阳能技术的采用。

新型偶极钝化方法使全钙钛矿叠层太阳能电池的效率达到30.1%来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-10-29 14:00:47

同时,偶极钝化有效减轻了叠层器件互连层引入的NBG子电池的接触损耗,在全钙钛矿串联太阳能电池中表现出创纪录的30.6%的PCE。这标志着多晶薄膜太阳能电池的效率首次超过30%。

Nat Commun:高效钙钛矿/有机叠层太阳能电池中有机薄膜演化与复合损失研究来源:知光谷 发布时间:2025-10-10 09:52:08

钙钛矿/有机叠层太阳能电池是突破单结器件效率极限的潜力路径,然而其性能受限于有机子电池中的复合损失。当给体含量不足时,受体分子易发生聚集,破坏分子堆叠并降低结晶度。这些形貌变化阻碍了激子解离,进而导致电荷复合并降低整体器件性能。通过优化薄膜形貌与结晶过程,我们成功降低了复合损失,实现了效率高达26.42%的钙钛矿/有机叠层太阳能电池。

申燕&王鸣魁等人AM:利用含氟超支化聚合物调控钙钛矿薄膜定向结晶制备高效稳定钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-09-22 16:07:28

溶液法制备的钙钛矿太阳能电池具有大规模生产的巨大潜力,但制备大面积高结晶度的钙钛矿薄膜仍是一个主要挑战。功能性氟基团与钙钛矿物种的协同配位作用限制了复杂中间相的形成,并促进了具有高结晶度和高相纯度的空间定向钙钛矿薄膜的形成。

钟大龙&陈棋&姜岩JACS:互联应力释放实现超过1000小时运行稳定性的钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-09-22 15:20:05

钙钛矿/CIGS薄膜叠层太阳能电池为轻量化和低成本光伏技术提供了一种有前景的解决方案。稳定性突破:基于粗糙CIGS的钙钛矿/CIGS叠层电池在未封装条件下实现1123小时的T寿命,是平滑基底器件的2.8倍,且在60°C高温和热循环测试中表现优异。效率与稳定性兼得:叠层器件认证稳定效率达28.02%,是目前报道的最高效率之一,同时兼具卓越的运行稳定性,为推动钙钛矿/CIGS叠层电池商业化提供关键技术路径。

低碳院在钙钛矿基薄膜叠层太阳能电池领域取得重要研究进展来源:国家能源集团 发布时间:2025-07-25 13:39:33

▲低碳院在钙钛矿基薄膜叠层太阳能电池领域重要研究成果发表在《NatureEnergy》在当今全球能源转型和“双碳”目标的推动下,高效、绿色、低碳的新能源技术成为关键。依托国家能源集团科技创新项目,低碳院成功开发出高性能钙钛矿基薄膜叠层电池,该电池具有突破传统单结电池理论效率极限的能力。

刷新世界纪录!国家能源集团低碳院在钙钛矿基薄膜叠层太阳能电池领域取得重要研究进展来源:钙钛矿工厂 发布时间:2025-07-25 09:57:22

近日,国家能源集团低碳院与北京理工大学合作发表论文“Inhibiting defect passivation failure in perovskite for perovskite/Cu(In,Ga)Se2 monolithic tandem solar cells with certified efficiency 27.35%”见刊《Nature Energy》(影响因子60.1),标志着低碳院在新一代太阳能电池领域取得重要研究进展,双方合作开发的钙钛矿-铜铟镓硒薄膜叠层太阳能电池获得了27.35%的转换效率,超过了近期美国国家可再生能源实验室(NREL)公布的韩国团队26.3%的世界纪录。

国家能源集团低碳院在钙钛矿基薄膜叠层太阳能电池领域取得重要研究进展来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-07-24 13:45:11

在当今全球能源转型和“双碳”目标的推动下,高效、绿色、低碳的新能源技术成为关键。依托国家能源集团科技创新项目,低碳院成功开发出高性能钙钛矿基薄膜叠层电池,该电池具有突破传统单结电池理论效率极限的能力。

跨界!福达合金拟收购光达电子,进军光伏银浆来源:索比光伏网 发布时间:2025-07-14 09:39:04

7月13日,福达合金(SH:603045)发布公告,公司与浙江光达电子科技有限公司股东王中男、温州创达投资合伙企业(有限合伙)、温州箴义企业管理合伙企业(有限合伙)等签署了《关于浙江光达电子科技有限公司之收购意向

突破UV衰减瓶颈!东方日升异质结技术再登国际顶刊,引领光伏可靠性革命来源:东方日升新能源 发布时间:2025-07-10 15:52:16

硅异质结太阳能电池对紫外线(UV)敏感。二次离子质谱(SIMS)分析表明,365nm 紫外线会解离 Si-H 键,导致氢原子从 a-Si:H/c-Si 界面迁移并形成亚稳态缺陷。东方日升全球光伏研究院联合东南大学,针对n型异质结电池和组件的紫外稳定性进行了深度机理性的研究,开发了低紫外损伤连续PECVD 工艺,通过优化i1钝化层氢含量达33%( a-Si0x:H)i2钝化层氢含量达25%(a-Si:H),使载流子寿命提升至3.6ms,紫外诱导衰减(UVID)从1.59%降至 0.71%。

聚合物模板仿生矿化成核及无溶剂技术实现高性能钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-07-10 15:23:14

为了优化晶体质量,并通过无溶剂法制备高效钙钛矿太阳能电池(PVSC),钙钛矿成膜过程中的成核调控已被广泛研究。然而,由于金属离子分布不均匀以及随后的不均匀成核,无溶剂制备中垂直成核过程通常难以控制。鉴于此,2025年7月7日江西师范大学梁爱辉&陈义旺于AM刊发聚合物模板仿生矿化成核及无溶剂技术实现高性能钙钛矿太阳能电池的研究成果,受天然生物矿化机制的启发,研究人员首创在钙钛矿层的埋底界面引入功能性生物聚合物羧甲基壳聚糖(CMC),以促进均匀的垂直成核。此外,CMC可以改善钙钛矿薄膜质量,钝化界面缺陷并减轻