CIGS太阳能电池前景看好

时下的中国光伏产业，多晶硅与薄膜太阳能电池的争论不绝于耳，关注度最高的不外乎是转换效率、规模化可能性、组件可靠性及系统成本等。当硅基薄膜电池在转换效率上一直处于被动地位时，薄膜阵营的CIGS(铜铟镓硒)太阳能电池似乎大有后来居上的势头。

"CIGS太阳能电池的转换效率比硅基薄膜电池高，目前量产的电池转换效率约为10%。实验室数据则更高，且未来提升的空间非常大。"Veeco大中华区总经理王克扬表示，"CIGS可制造出柔性衬底的太阳能电池，实用性将是其另一优势。"CIGS顾名思义，就是铜、铟、镓、硒四种元素的缩写，也就意味着这种电池的制造与四种元素材料的来源息息相关。中国地大物博，铟和硒在中国的储量超过全球总量的60%，也就是说，中国在发展CIGS电池方面有着先天的优势。

那么，资源丰富为何没有促使CIGS出现"井喷式"的发展呢？"技术和环保是CIGS的两大拦路虎。"王克扬坦陈，"CIGS电池的技术较为复杂，其中的吸收层是影响效率的关键，而且不易控制。长期来看，我们有足够的铟可用。铟主要是锌矿石处理的副产品，目前提炼铟主要受设施和工艺经济性的限制。另外，CIGS电池中的缓冲层CdS是有毒的，对它的环保控制以及寻找可替代性技术也是当今的研究热点。许多含Zn以及In的薄膜，如ZnO、ZnS、ZnInxSey等都极有希望使得CIGS摆脱‘环保能源不环保’的尴尬境地。"

众所周知，CIGS的制造是在Soda-Lime玻璃基片或柔性背底上先镀Mo底电极。电池的制备是将Cu、In、Ga金属和Se源在真空腔室内进行多元共蒸发，或是将金属Cu、In、Ga通过溅射、蒸发或电沉积按配比成膜，再在Se气氛中硒化。目前，Veeco的CIGS太阳能设备有两大产品线：FastLine与FastFlex，分别用于玻璃与柔性衬底的太阳能电池制造。FastLine是采用蒸镀技术，利用直线型喷嘴将化学原料喷洒于基板上，可极大提高原料利用率和降低镀层厚度的不均匀性。传统的溅射方法中，只有约45%的In被利用，大部分被损失掉。而Veeco的蒸镀法则将In的利用提升到75%，成本得以降低。

2008年，CIGS电池的产量在40MW左右。虽然与多晶硅和硅基薄膜电池还无法相提并论，但CIGS电池组件在日光曝晒下性能稳定、转换效率提升空间大、可淀积在柔性衬底上等诸多优点还是颇具吸引力。有分析人士认为，CIGS组件的市价有可能超过晶体硅，潜力不亚于多晶硅电池。"CIGS是直接能隙材料，比非晶硅具有更高的吸光系数，高转换效率和低材料成本的优势非常明显。"王克扬说，"基于CIGS的太阳能电厂、建筑一体化（BIPV）和便携设备等终端市场应用非常广阔，CIGS在每瓦成本上的竞争力是可以预见的。"

CIGS电池最常被人诟病的劣势是应用面积。理论上来说，在维持CIGS电池的成本及外观优势前提下，这一弱点将被克服，即在相同面积下，CIGS电池的发电量将不比多晶硅电池低，这是薄膜电池阵营的一个重大突破。市场普遍预估当商业化薄膜光伏模块转换效率达到12%时，薄膜光伏电池的市场渗透率将大幅提升。

1977年，美国Maine大学率先开始了CIGS太阳能电池的研究。经过逾30年的发展，CIGS赢得的关注似乎正在稳步增加。也许未来它与其它热门太阳能电池的博弈还会持续上演，但是技术进步将推动CIGS向前发展已无需再怀疑。