未來5年CIGS薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)因素分析

一、有利因素

（一）應(yīng)用前景十分廣闊

銅銦鎵硒薄膜太陽電池被國際上稱為“下一時代非常有前途的新型薄膜太陽電池”，薄膜電池材料消耗少、制備能耗低、組件生產(chǎn)可在一個車間內(nèi)完成，成本優(yōu)勢明顯。從近幾年薄膜電池的發(fā)展勢頭來看，銅銦鎵硒是其中唯一增長的薄膜類電池，該電池具有柔和、均勻的黑色外觀，是對外觀有較高要求場所的理想選擇，如大型建筑物的玻璃幕墻等；不僅如此，隨著清潔能源的推廣，將來CIGS薄膜還可應(yīng)用于移動電站、可穿戴設(shè)備、新能源車、智慧城市等各個方面，加之光伏建筑一體化等分布式光伏的應(yīng)用，未來的應(yīng)用前景將會更加廣闊。

（二）CIGS薄膜太陽能電池性能優(yōu)良

一是光吸收能力強。CIGS太陽能電池由銅、銦、鎵、硒四種元素構(gòu)成最佳比例的黃銅礦結(jié)晶作為吸收層，可吸收光譜波長范圍廣，一天內(nèi)可吸收光發(fā)電的時間最長，CMGS薄膜天陽能電池與同一瓦數(shù)級別的晶硅太陽能電池相比，每天可以超出20％比例的總發(fā)電量。

二是發(fā)電穩(wěn)定性好。CIGS太陽能電池采用內(nèi)部連接機構(gòu)，即使經(jīng)過陽光的長時間暴曬也不會存在熱斑現(xiàn)象或發(fā)電量減小，其沒有光致衰減特性，發(fā)電穩(wěn)定性高且維護費用低。除此之外銅銦鎵硒薄膜太陽電池還具有生產(chǎn)成本低、污染小，光電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)良性能。

（三）能源回收周期短

眾所周知，太陽能電池是很好的可再生能源技術(shù)，可以解決我們?nèi)祟惖哪茉葱枨髥栴}同時不會造成污染環(huán)境，但是生產(chǎn)太陽能電池本身也需要消耗一定的能源。評估一個可再生能源裝置是否真正環(huán)保，除了轉(zhuǎn)換效率，更重要的是使用該裝置所產(chǎn)生的再生能源，需要多長時間才能相當(dāng)于當(dāng)初生產(chǎn)時所消耗的能源總量，即所謂能換回收周期。根椐美國能源總署研究，以30年壽命的太陽能裝置為例，晶硅太陽能電池的回收期間為2－4年，而薄膜太陽能電池為1－2年。換而言之，每一個太陽能發(fā)電系統(tǒng)，可享有26－29年真正無污染的期問，而采用CIGS太陽能無疑是最佳選擇。

二、不利因素

（一）制程復(fù)雜且技術(shù)要求高

銅銦鎵硒太陽能電池是20世紀(jì)80年代后期開發(fā)出來的新型太陽能電池，其典型結(jié)構(gòu)為多層膜結(jié)構(gòu)，包括金屬柵電極AI、窗口層n＋－ZnO、異質(zhì)結(jié)n型層i－ZnO、緩沖層或過渡層CdS、光吸收層CMGS、背電極Mo、玻璃襯底等。CIGS作為吸收層是CIGS薄膜太陽能電池的關(guān)鍵材料，但是由于CGS由四種元素組成，對元素配比敏感，由于多元晶格結(jié)構(gòu)、多層界面結(jié)構(gòu)、缺陷以及雜質(zhì)等的存在增加了制備技術(shù)的難度。薄膜太陽能電池生產(chǎn)對設(shè)備的精度和穩(wěn)定性要求較高，且設(shè)備復(fù)雜昂貴，尤其是關(guān)鍵設(shè)備，更是高達上千萬美元，長期以來一直被歐洲、美國和日本的企業(yè)壟斷，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化瓶頸較為明顯，其大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)制備技術(shù)仍有待突破。

（二）國內(nèi)外差距明顯

近年來，我國政府一直把研究開發(fā)太陽能作為可再生能源技術(shù)的重要組成部分而列入國家科技攻關(guān)計劃，以推動我國太陽能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但與世界發(fā)達國家相比，我國對銅銦鎵硒太陽能電池的研究本身起步較晚，在這一領(lǐng)域研究與應(yīng)用力度和規(guī)模也還比較落后。雖然國內(nèi)也有各大科研單位在不斷開展CIS、CIGS薄膜太陽能電池制備工藝方面的研究工作，但是整體水平與國外的差距是非常大的。中國應(yīng)當(dāng)以技術(shù)創(chuàng)新需求為紐帶，整合產(chǎn)學(xué)研等各方資源，加強對CIGS薄膜太陽能電池等高科技產(chǎn)業(yè)共性核心基礎(chǔ)技術(shù)的研究及自主創(chuàng)新。