薄膜电池组件的基本发展、性能优化及几点思考

摘要

:

　　如今，越来越多的薄膜电池生产商要么在电池成本上极力追赶行业领先者，要么在组
件设计上争取独树一帜。而

Calyxo 公司则致力于双管齐下的发展，即在将电池成本降至

0.50 美元/Wp 水平的同时，引入新一代电池组件设计，以为客户带来更多的效益。通过研究
各个工艺步骤之间的相互作用，同时提高首条生产线的产能并降低生产成本，我们尝试改
善这些工艺知识体系的构建方法和途径。虽然研制一台适合常压高温

(大约 1000

℃)工艺条件

的沉积设备需要耗费一定时间，但是该技术却使得

Calyxo 公司在降低投资资金和运营成本

上受益匪浅，这与人们熟知的真空沉积技术形成了鲜明对比。除了能持续降低生产成本外，
即使是在早期组建生产线的时候，通过按照顾客的需求来自行设计产品的能力也被证明是
保证企业竞争力的决定性因素。本文将着重阐述新一代电池组件的基本设计特点，同时探讨
名为

CX3 的新型组件是如何通过提升性能来产生更多电能的，包括：减小输出电压以降低

BOS(系统平衡)成本，给顾客带来更多效益；以及通过优化封装设计来进一步提高组件的
耐用性。

　　前言
　　要详细叙述把科研成果转化成生产产品并提高薄膜电池生产线产能的各种事项是非常
庞大的工程。本文将主要就这些方面进行整体探讨：对电池组件的设计准则作整体分析，包
括电池制备工艺和特殊封装设计，以及它将如何影响工艺转化，或者利用新技术提升产能。
本文将引述

Calyxo 公司所使用的工艺作为实例。

　 　

Calyxo 公 司 成 立 于 2005 年 ， 基 于 SolarFields 公 司 ( 美 国 佩 利 斯 堡 ) 所 研 发 的 技 术 ，

Calyxo 开 发 出 了 一 种 用 于 CdTe 薄 膜 电 池 的 独 特 的 沉 积 方 法 -- 常 压 物 理 气 相 沉 积 法
(APPVD)。由于关于各个单独工艺步骤以及它们之间相互作用的知识体系仍需不断完善，同
时也为了能在以后进一步提高产能，该方法为各个工艺步骤设定了一些特定的边界条件。

　　本文将向读者具体展示这一独特的沉积方法，并列举薄膜电池组件工艺发展中的几个
主要方面，同时详细讨论薄膜电池的封装设计和器件设计的特点。在这里要格外强调的一点
就是，本文的

CdTe 电池组件采用的是顶衬(superstrate)结构，这能给电池组件设计带来诸多

好处。此外，我们还列举出了一些薄膜电池发展的共同特点并着重叙述了

CdTe 电池技术的

独特之处。

　　用于

CdTe 半导体沉积的 APPVD 工艺

　　对于

CdS/CdTe 薄膜电池的制备而言，不论是哪一项沉积工艺步骤，都存在许多不同的

沉积技术与其竞争。

　　这些技术包括：溅射技术

[1]、近距离升华制备技术(CSS)[2]、真空输运沉积技术[3]以及

APPVD 技术[4]，即常压物理气相沉积法(atmosphericpressurephysicalvapourdeposition)等等，