CIGS技术在太阳能发电中的未来

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池由Cu（铜）、In（铟）、Ga（镓）、Se（硒）四种元素构成最佳比例的黄铜矿结晶薄膜太阳能电池，是组成电池板的关键技术。由于薄膜太阳能电池具有光吸收能力强、发电稳定性好、能源回收周期短等诸多优势，CIGS太阳能电池逐渐成为太阳能电池行业的重要发展方向，可以与传统的晶硅太阳能电池相抗衡。

未来5年CIGS薄膜太阳能电池产业因素分析

一、有利因素

（一）应用前景十分广阔

铜铟镓硒薄膜太阳电池被国际上称为“下一时代非常有前途的新型薄膜太阳电池”，薄膜电池材料消耗少、制备能耗低、组件生产可在一个车间内完成，成本优势明显。从近几年薄膜电池的发展势头来看，铜铟镓硒是其中唯一增长的薄膜类电池，该电池具有柔和、均匀的黑色外观，是对外观有较高要求场所的理想选择，如大型建筑物的玻璃幕墙等；不仅如此，随着清洁能源的推广，将来CIGS薄膜还可应用于移动电站、可穿戴设备、新能源车、智慧城市等各个方面，加之光伏建筑一体化等分布式光伏的应用，未来的应用前景将会更加广阔。

（二）CIGS薄膜太阳能电池性能优良

一是光吸收能力强。CIGS太阳能电池由铜、铟、镓、硒四种元素构成最佳比例的黄铜矿结晶作为吸收层，可吸收光谱波长范围广，一天内可吸收光发电的时间最长，CMGS薄膜天阳能电池与同一瓦数级别的晶硅太阳能电池相比，每天可以超出20％比例的总发电量。

二是发电稳定性好。CIGS太阳能电池采用内部连接机构，即使经过阳光的长时间暴晒也不会存在热斑现象或发电量减小，其没有光致衰减特性，发电稳定性高且维护费用低。除此之外铜铟镓硒薄膜太阳电池还具有生产成本低、污染小，光电转换效率高等优良性能。

（三）能源回收周期短

众所周知，太阳能电池是很好的可再生能源技术，可以解决我们人类的能源需求问题同时不会造成污染环境，但是生产太阳能电池本身也需要消耗一定的能源。评估一个可再生能源装置是否真正环保，除了转换效率，更重要的是使用该装置所产生的再生能源，需要多长时间才能相当于当初生产时所消耗的能源总量，即所谓能换回收周期。根椐美国能源总署研究，以30年寿命的太阳能装置为例，晶硅太阳能电池的回收期间为2－4年，而薄膜太阳能电池为1－2年。换而言之，每一个太阳能发电系统，可享有26－29年真正无污染的期问，而采用CIGS太阳能无疑是最佳选择。

二、不利因素

（一）制程复杂且技术要求高

铜铟镓硒太阳能电池是20世纪80年代后期开发出来的新型太阳能电池，其典型结构为多层膜结构，包括金属栅电极AI、窗口层n＋－ZnO、异质结n型层i－ZnO、缓冲层或过渡层CdS、光吸收层CMGS、背电极Mo、玻璃衬底等。CIGS作为吸收层是CIGS薄膜太阳能电池的关键材料，但是由于CGS由四种元素组成，对元素配比敏感，由于多元晶格结构、多层界面结构、缺陷以及杂质等的存在增加了制备技术的难度。薄膜太阳能电池生产对设备的精度和稳定性要求较高，且设备复杂昂贵，尤其是关键设备，更是高达上千万美元，长期以来一直被欧洲、美国和日本的企业垄断，国内产业化瓶颈较为明显，其大规模工业化生产制备技术仍有待突破。

（二）国内外差距明显

近年来，我国政府一直把研究开发太阳能作为可再生能源技术的重要组成部分而列入国家科技攻关计划，以推动我国太阳能技术和产业的发展。但与世界发达国家相比，我国对铜铟镓硒太阳能电池的研究本身起步较晚，在这一领域研究与应用力度和规模也还比较落后。虽然国内也有各大科研单位在不断开展CIS、CIGS薄膜太阳能电池制备工艺方面的研究工作，但是整体水平与国外的差距是非常大的。中国应当以技术创新需求为纽带，整合产学研等各方资源，加强对CIGS薄膜太阳能电池等高科技产业共性核心基础技术的研究及自主创新。