当前太阳能产业主要利用晶体硅生产太阳能面板,其制造费用相对昂贵。新加入的太阳能企业反而更为关注CIGS或与CIGS相关材料制成的面板。与硅太阳组件相比,CIGS面板具有高效、低制造成本和节约原料的优势。但CIGS面板制造的商业化发展困难重重。
最近,加利福尼亚大学洛杉矶分校的亨利·塞缪尔工程应用科学学院的研究者研究出一种低成本CIGS太阳电池的加工方法,能够解决制造中的问题。在 7月7日发表在Thin Solid Films的最新研究中,该校材料科学和工程系的Yang Yang教授和他的研究团队展示了如何研制出一种低成本加工铜铟硒太阳电池的方法,并有望得到大规模生产。
论文结果表明,Yang的团队研制的铜铟硒薄膜太阳电池在实验室中可达到7.5%的效率,短时间内可提高到9.13%。
目前,大部分CIGS太阳电池的生产主要依靠真空蒸发技术,又叫联合蒸发,它不但昂贵,还相当耗时。铜、铟、镓、硒等活跃元素被加热,并在真空环境表面沉淀下来。现在,用真空加工生产相同组分的CIGS薄膜电池的方式受到了挑战。
Yang团队研究的铜铟硒材料不需要经过真空蒸发处理。他们的材料只需要通过液体溶解、应用和烘烤。为了准备这种溶液,Yang团队采用联氨作为溶剂溶解硫化铜和硒化铟,从而形成含有铜铟硒的材料。在太阳电池中,吸附层(称为铜铟硒层或CIGS)的性能最为关键,也难于控制。以溶液形式存在的铜铟硒层较为容易的着色、涂抹到表面进行烘烤。
Hou表示:该方法中,材料利用是一个优势,另一个优势是溶解技术,它们在降低成本方面起了重要的突破作用。
该团队的目标是能达到15%~20%的效率水平。Yang预计3至4年后可商业化。他表示:只要继续加强对这类太阳电池的性能和效率方面的研究,我们将有机会和企业合作共同发展这项技术。