CIGS 电池技术分析

摘要：本文主要阐述铜铟镓硒

(CIGS)薄膜电池的研究进展，概述了 CIGS 薄膜太阳能

电池的薄膜构成及特性。介绍了

CIGS 薄膜吸收层的制备技术，如多元共蒸发法、溅射后硒

化法及缓冲层的制备技术。

　　

1、CIGS 薄膜太阳电池的结构及性能特点

　　

CIGS 是一种半导体材料，是在通常所称的铜铟硒(CIS)材料中添加一定量的

Ⅲ A 族 Ga

元素替代相应的

In 元素而形成的四元化合物。鉴于添加 Ga 元素后能适度调宽材料的带隙，

使电池的开路电压得到提高，因此，近年来

CIGS 反而比 CIS 更受关注。本文中描述的

CIGS 和 CIS 将具有同等意义。单晶硅、多晶硅以及非晶硅属于元素半导体材料，尤其单晶硅，
在电子、信息科学领域占据着不可撼动的地位，作为硅太阳电池，只是它诸多的重要应用之
一。与硅系太阳电池在材料性质上有所不同的是，

CIGS 属于化合物半导体范畴。固体物理学

的单晶硅金刚石型晶体结构和

CIGS 黄铜矿型晶体结构如图 1 所示。

　　图

1：:晶

硅金刚石结构

和

CIGS 黄铜

矿结构

　　太阳电池
的基本原理是
光生伏特效应

:

光 照 下 ，

pn

结处的内建电
场使产生的非
平衡载流子向
空间电荷区两端漂移，产生光生电势，与外路连接便产生电流单结

CIGS 薄膜太阳电池的

基本结构由衬底、背电极层、吸收层、缓冲层、窗口层、减反层、电极层组成。典型的

CIGS 薄膜

太阳电池的结构为

:Glass/Mo/CIGS/ZnS/i-ZnO/ZAO/MgF2，如图 2 所示。