够深入，膜生长技术还在探索，以及薄膜多
晶方式在原理上的研究还在探讨阶段，致使
多晶硅薄膜电池还处于开发阶段。

非晶硅薄膜太阳能电池转换效率较高，

便于大规模生产，可采用玻璃或不锈钢等材
料作为衬底，易降低成本，但由于其材料引
发光致效率衰退效应，稳定性不高，直接影
响了它的实际应用

[8]

。

如果说第一代太阳能电池为单晶硅太阳

能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能
电池，第三代太阳能电池就是CIHS等化合物
薄膜太阳能电池及薄膜硅系太阳能电池。

多元化合物薄膜太阳能电池主要包括砷

化镓Ⅲ-Ⅴ族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟
硒薄膜电池等。

砷化稼（GaAs）Ⅲ-Ⅴ化合物电池的转换

效率可达28%, GaAs化合物材科具有十分理
想的光学带隙以及较高的吸收效率, 抗辐照
能力强,对热不敏感, 适合于制造高效单结
电池。但是GaAs材料的价格不菲, 因而在很
大程度上限制了GaAs电池的普及。

硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较

非晶硅薄膜太阳能电池效率高, 成本较单晶
硅电池低, 并且也易于大规模生产, 但由于
镉有剧毒, 会对环境造成严重的污染, 因此,
并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产
品。

铜铟硒薄膜电池（简称CIGS)适台光电转

换，不存在光致衰退问题，转换效率和多晶
硅一样。具有价格低廉、性能良好和工艺简
单等优点，将成为今后发展太阳能电池的一
个重要方向。CIGS组成可表示成Cu(Inl—xG
ax)Se

的形式，具有黄铜矿相结构，是CulnS

和CuGaSe

的混合半导体。它是以铜铟镓硒

为吸收层的高效率薄膜太阳能电池。典型的
结构为：Glass／M0／CIGS／ZnS／Zn0／ZA0
／MgF

[9]

。CIS异质结太阳能薄膜电池的基本

结构如图2所示。

目前国内外现状：
CIGS薄膜太阳能电池的研究起始于20世

纪80年代初。经过近20年的研究，近期已有
了突破性的进展。目前，电池在效率、稳定
性和大面积生产技术方面都有可喜的进展，

图2. 异质结薄膜电池的基本结构

小面积电池(CulnGaSe)的效率已超过了18．8
％，大面积的电池效率达到了13％。美国国
家可再生能源实验室已开始大规模地实施制
造薄膜太阳能电池的计划。日本昭和壳牌石
油公司已经完成投术开发，并准备建设10-2
0MW级生产线，2005年向市场提供商用CIGS
太阳电池。日本本田公司也宣布完成了CIGS
的产业化开发。美国的ShellSolar公司生产
的CIGS太阳电池组件巳达到转换效率12％。

在国内，各单位先后在80年代中期开展

了CIGS多晶薄膜太阳能电池的研究。1986年
长春应用化学研究所用喷涂法制备了ClGS薄
膜，1990年内蒙古大学采用双源法，研制了C
dS／CulnSe

薄膜太阳能电池，面积为0.9cm

×0.9cm．效率为8．5％。南开大学研制开发
的电池光电转换效率达到14％，已接近世界
先进水平，2007年开始进行5MW生产线的技术
开发，将建设我国第一条铜铟硒薄膜太阳能
电池中试线，使我国成为继德、美、日之后
的第4个开展这种电池中试开发的国家，并将
形成具备自有知识产权的铜铟硒薄膜太阳能
电池产业

[10]

。

生产高效CIGS电池的难点及存在的问

题：
（1）薄膜厚度和掺杂的均匀控制
（2）高质量多晶薄膜的制备，产生致密性

粒径大于1微米CIGS薄膜

（3）大面积生产的稳定性

下面就从薄膜的制备工艺方法中来寻求

合适的途径，降低成本，提高薄膜质量。