XRF090009 浅谈薄膜太阳能电池及铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池(solar)量产瓶颈

全球的电力，约80%都还是经由火力来发电，而燃烧所产生的二氧化碳，造成温室气体效应，气候变迁、空气污染问题以及资源日趋短缺之故，而早在1970年代，美国太空就已有太阳能发电做为动力供应主要来源，近年以矽晶圆为主的太阳能电池市场快速成长的原因。然而矽晶圆为主的太阳能发电技术其成本毕竟高出传统电力产生方式甚多，因此目前市场均致力於投入太阳能相关技术的研究，企求开发出新的物质，能降低产品成本并提升效能。
薄膜式太阳能电池由於只需使用一层极薄光电材料(约150~300um)，相较於矽晶圆必须维持一定厚度而言，材料使用非常少，而且由於薄膜是可使用软性基材，应用弹性大，如果技术能发展成熟，其市场面将较矽晶方式宽广许多。基於此，薄膜式太阳能电池目前在市场上有量产大致上分为三类，分别为: (1).矽薄膜(Silicon TF)  (2).碲化镉(CdTe)  (3)铜铟镓硒(CIGS)。
本文将就数种薄膜式太阳能电池，就技术面、发展潜力与可能瓶颈提出概括论述。
薄膜太阳能电池有许多不同的类型，如非晶矽(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)化合物以及多接面型式的薄膜太阳能电池，下列为各薄膜太阳能优势比较表

           资料来源:2008,04,ITRI, 材料与化工所

在薄膜太阳能电池中，以CIS(Copper Indium Diselenide)或是CIGS(Copper Indium Gallium Diselenide)都属於化合物半导体。这两种材料的吸光(光谱)范围很广，而且稳定性也相当好。转换效率方面，若是利用聚光装置的辅助，目前转换效率已经可达30%，标准环境测试下最高也已经可达到19.5%，足以媲美单晶矽太阳电池的最佳转换效率。在大面积制程上，采用软性塑胶基板的最佳转换效率也已经达到14.1%。由於稳定性和转换效率都已经相当优异，因此被视为是未来最有发展潜力的薄膜太阳能电池种类之一。

                 资料来源:2008,04,ITRI, 材料与化工所

各?型太阳能电池的市场需求将与日遽增，且各技术皆以?低成本和提高光电转换效?为研究方向。其中又以薄膜CIGS太阳能电池为现阶段最具有取代矽晶太阳能电池的可能。在目前CIGS，有下列几点为主要特点:
a. 薄膜太阳电池中，CIGS是目前具有最高效?的电池之一。
b. 现阶段CIGS电池主要?产技术仍以真空制程技术为主，但难以克服大面积及?低成本
问题。
c. CIGS非真空制程技术虽具有?低成本以及提高材?使用?的优点，但各方式?具有难以
克服的关键问题皆仍待解决。如CIGS晶?成长…等。
在CIGS量产制程中，有三大重点目标:
a. 降低生产成本(提升良率)
b. 提升转换率(CIGS 成份的黄金比率及最佳化厚度)
c. 大尺寸面板涂布的均匀性
而如何能有效快速及科学化的方式来改善制程中三大重要目标，能迈科技提供的解决方案是值得参考的，其方为:
使用XRF做CIGS成份及厚度检测，能迈科技所提供的设备如下:
与一般的XRF在设计上不同，将XRF的检测光学系统做模组化的设计，如下图
                                      

  
    能迈科技XRF采用模组化设计，在整个产品系列上就能将X ray检测头加装在不同应用装置上，而做不同应用，以完美满足在设厂不同阶段各种检测上需求。
若欲知详细规格资料，请与能迈科技连络。
TEL:+886-2-89903188 ext 9

欢迎转载请注明出处与连结位置，若有任何技术问题或产品需求，欢迎与我们联络!