铜铟镓硒,英文简称CIGS,是由铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)、硒(Se)四种元素构成的四元化合物,是一种高性能半导体材料,主要用作溅射靶材,可采用脉冲激光沉积法、磁控溅射法、外延生长法、化学气相沉积法、电化学沉积法、喷涂热解法等工艺制备得到薄膜材料,主要应用在薄膜太阳能电池制造领域。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池,是以铜铟镓硒薄膜为光吸收层,实现光能向电能转化,其基本结构包括:玻璃衬底、钼导电层、铜铟镓硒吸收层、硫化镉过渡层、氧化锌窗口层、玻璃盖板等。铜铟镓硒吸收层是铜铟镓硒薄膜太阳能电池的重要组成部分,铜铟镓硒材料具有不可或缺性。
薄膜太阳能电池是第三代太阳能电池,其光吸收层可采用碲化镉、铜铟镓硒、铜铟硒、砷化镓等半导体材料。目前,碲化镉材料应用比例最高,达到85%。但碲化镉薄膜太阳能电池核心技术掌握在国外少数企业手中,在贸易保护主义抬头背景下,我国薄膜太阳能电池行业必须自主研发生产能力,以免被“卡脖子”,因此铜铟镓硒材料受到关注。
铜铟镓硒薄膜太阳电池结构复杂,铜铟镓硒材料各元素的配比精度要求高,行业技术壁垒高。我国进入铜铟镓硒薄膜太阳能电池行业布局较早,但技术不成熟,受效率、成本等因素限制,企业处于亏损状态。近年来,我国铜铟镓硒薄膜太阳能电池技术瓶颈逐步突破,例如汉能玻璃基铜铟镓硒薄膜太阳能组件,光电转换效率达到16.97%,刷新了世界纪录。
技术瓶颈的突破为我国铜铟镓硒薄膜太阳能电池工业化生产奠定了基础。目前,虽然铜铟镓硒组件成本依然高于传统多晶硅/单晶硅组件,但随着生产工艺日益成熟、生产规模逐步扩大,其成本不断下降。由以上分析来看,与碲化镉相比,铜铟镓硒在我国薄膜太阳能电池领域更具发展前景。
新思界
行业分析人士表示,在我国以及全球范围内,铜铟镓硒薄膜太阳能电池市场份额正在不断攀升,拉动铜铟镓硒需求不断增长,在此背景下,全球铜铟镓硒生产商不断增多,代表性企业主要有美国元素、Stanford Advanced Materials、ALB Materials、NC Element等。我国政府大力推动光伏建筑一体化项目,利好薄膜太阳能行业发展,未来我国铜铟镓硒行业前景广阔。