二、低成本工艺
 
　　低成本工艺通常指非真空技术，如电沉积、丝网印刷和喷涂热解等，其设备
投资小、原料利用率高、生长速度快。用低成本工艺制备

CIGS 太阳电池具有非常

大的吸引力。表

2 列出了 3 种低成本非真空沉积技术制备吸收层材料的 9 大致

过程。但目前来说用低成本工艺制作电池的最重要也是最复杂的部分（

CIGS 光

伏吸收层材料）还是一项具有挑战性的工作。
 
　　与溅射技术类似，低成本工艺通常都采用二步法，即首先在低温基底上直
接形成

CIGS 化合物前驱体，然后热处理硒化前驱物。第一步中得到的材料通常

都存在杂质相，而且由于沉积温度低（

<400℃），前驱物大多是无定型态或

者是微晶态，通过第二步的热处理可以提升材料的质量。在非真空条件下沉积吸
收层，必须精心挑选前驱物和添加剂，以避免沉积不期望的组分。
 

 

　　

1、电沉积

 

①

　　 电沉积薄膜
 
　　电沉积是一种电化学过程。目前电沉积单一金属元素已经比较成熟，但是对
于电沉积多元金属，特别是多元化合物半导体还是非常困难。研究者们在电沉积
合成半导体材料领域做了很多的工作，也取得了不少成绩。

2001 年 BP Solar

宣布制得器件面积为

0.9m

2

，效率为

10.6%的 CdTe 太阳电池。相比 CdTe 而言，

四元化合物

CIGS 的电沉积制备更加复杂和困难。每个元素（Cu、In、Ga、Se）

都具有不同的电化学性能，并且需要在溶液中电化学共沉积，这使得整个系统
变得非常复杂。

Cu、In、Ga、Se 的沉积电位相差很大，Se 的标准沉积电位（相对

标准氢电极）为

0.75V，Cu 为 0.34V，In 则为-0.34V，Ga 的沉积电位为-

0.53V。这表明溶液中 Cu 和 Se 相对比较容易还原，而 In 由于其标准电位值相
对较负，还原时还会产生氢气，因此比较难还原，

Ga 则最为困难。因此通常需

要通过优化溶液条件（

pH 值、浓度、络合剂、电位等）才能得到质量较好的镀层。

 
　　

1983 年美国国家可再生能源实验室（NREL）的 Bhattacharya 首先在含

有

Cu、In、Se 三个元素的溶液中一步电沉积 CIS 前驱物薄膜。一步直接沉积在原