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CIS以及CIGS太阳能电池板VIP免费

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CIS以及CIGS太阳电池一、铜铟镓硒太阳电池概况二、铜铟镓硒材料特性三、CIGS薄膜太阳能电池的结构四、CIGS薄膜制备技术五、CIGS太阳电池模组六、CIGS电池未来发展一、铜铟镓硒太阳电池概况两类:铜铟硒三元化合物,CopperIndiumDiselenide,CIS,铜铟镓硒四元化合物,CopperIndiumGalliumDiselenide,CIGS。CIS,CIGS电池吸光范围广,户外环境稳定性好,材料成本低,转化效率高,又一具有发展潜力的薄膜电池。标准环境测试,转换效率20%,聚光系统30%,柔性大面积塑料基板15%。CIGS具有较好的抗辐射性,具有太空应用的潜力。CIS起源1970年贝尔实验室:P-CIS晶片沉积n-CdS,12%CIS电池特点CIS太阳电池有转换效率高、制造成本低、电池性能稳定三大突出的特点。转换效率高CIS薄膜的禁带宽度为1.04eV,通过掺入适量的Ga以替代部分In,成为CuIn1-xGaxSe2(简称CIGS)混溶晶体,薄膜的禁带宽度可在1.04~1.7eV范围内调整,这就为太阳电池最佳带隙的优化提供了新的途径。所以,CIS(CIGS)是高效薄膜太阳电池的最有前途的光伏材料。美国NREL使用三步沉积法制作的CIGS太阳能电池的最高转换效率为20.5%,是薄膜太阳电池的世界纪录。制造成本低吸收层薄膜CuInSe2是一种直接带隙材料,光吸收率高达105量级,最适于太阳电池薄膜化,电池厚度可以做到2~3微米,降低了昂贵的材料消耗。CIS电池年产1.5MW,其成本是晶体硅太阳电池的1/2~1/3,能量偿还时间在一年之内,远远低于晶体硅太阳电池。电池性能稳定美国波音航空公司曾经制备91cm2的CIS组件,转换效率为6.5%。100MW/cm2光照7900h后发现电池效率没有任何衰减,西门子公司制备的CIS电池组件在美国国家可再生能源实验室(NREL)室外测试设备上,经受7年的考验仍然显示着原有的性能。二、铜铟镓硒材料特性CuInSe2及CuGaSe2室温下具有黄铜矿的正方晶系结构,晶格常数比c/a=2;800℃高温出现立方结构(闪锌矿,ZnS)。CIS相图:位于Cu2Se和In2Se3CIS为Cu2Se和In2Se3固溶体,相图位置狭窄,薄膜成长温度500℃以上单一相获得:精确浓度控制。CIS可与CuGaSe2任意比例混合形成CuIn1-xGaxSe2CuIn1-xGaxSe2容许较宽成分变化,但光电特性改变不明显。CuIn1-xGaxSe2电池可在Cu/(In+Ga)=0.7-1比例制造。CIS吸光系数较高(>105/cm),1微米材料可吸收99%太阳光CIS直接能隙半导体,1.02eV,-2X10-4eV/KCuIn1-xGaxSe2能隙计算:Eg=1.02+0.626x-0.167(1-x)电性:富铜CIS具有P型特征富铟CIS可P或N型特征高压硒环境下热处理,P型特征变为N性特征;低压硒热处理,N型变P型In性质铟(49)是银白色并略带淡蓝色的金属,熔点156.61℃,沸点2080℃,密度7.3克/厘米3(20℃)。很软,能用指甲刻痕,比铅的硬度还低。铟的可塑性强,有延展性易溶于酸或碱;不能分解于水;在空气中很稳定铟在地壳中的分布量比较小,又很分散,稀有金属。电子计算机(InSb),电子,光电,国防军事,航空航天,核工业,现代信息技术Se性质Se(34)一种非金属,可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂、动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等。光敏材料:油漆、搪瓷、玻璃和墨水中的颜色、塑料。光电池、整流器、光学仪器、光度计等。硒在电子工业中可用作光电管,在电视和无线电传真等方面也使用硒。硒能使玻璃着色或脱色,高质量的信号用透镜玻璃中含2%硒,含硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和激光器窗口红外过滤器。Ga性质镓(31)是银白色金属。密度5.904克/厘米3,熔点29.78℃,沸点2403℃在空气中表现稳定。加热可溶于酸和碱;与沸水反应剧烈,但在室温时仅与水略有反应。高温时能与大多数金属作用镓用来制作光学玻璃、真空管、半导体的原料高纯镓电子工业和通讯领域,是制取各种镓化合物半导体的原料,硅、锗半导体的掺杂剂,核反应堆的热交换介质CIGS的晶体结构CuInSe2黄铜矿晶格结构CuInSe2复式晶格:a=0.577,c=1.154直接带隙半导体,其光吸收系数高达105量级禁带宽度在室温时是1.04eV,电子迁移率和空穴迁移率分3.2X102(cm2/V·s)和1X10(cm2/V·s)通过掺入适量的Ga以替代部分In,形成CulnSe2和CuGaSe2的固熔晶...

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