德国巴登符腾堡州太阳能和氢能研究中心(ZSW)最近成功开发了基于柔性塑料基底的CIGS薄膜光伏器件的连续生产工艺。该生产工艺可以实现柔性光伏薄膜的完全一体化生产,从而降低器件的生产成本。
柔性薄膜光伏器件具有质量轻、可折叠以及便于拆卸等优势,在便携式充电器以及光伏建筑一体化等系统中具有非常广阔的应用前景。
总部位于斯 图加特的德国太阳能和氢能研究中心自2010年起开始柔性CIGS电池的连续生产工艺的开发研究。该中心研究人员利用其12米的丝网镀膜系统,在厚约25微米,宽约30厘米的聚酰亚胺膜上制备柔性CIGS薄膜光伏。
“该丝网镀膜系统的独特之处在于所有的镀膜过程能够在同样的真空环境下同步进行”,ZSW的董事会成员,光伏研究部部长Michael Powalla教授解释说:“光伏器件的背接触电极通过阴极溅射工艺制备,其处于系统的后端;而CIGS吸收层的共蒸镀沉积以及透明前电接触电极层的镀膜沉积则位于系统的其它地方。”
目前,该生产工艺可以在单个丝网镀膜系统上实现包括钼背接触电极、CIGS吸收层(铜,铟,镓,硒四种元素)以及氧化锌玻璃层等的连续沉积成膜,利用该生产工艺制备的柔性光伏器件的转换效率可达10.2%。而新的功能缓冲层正在研究开发之中。
德国巴登符腾堡州太阳能和氢能研究中心(Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) Baden-Württemberg)是由德国巴登符腾堡州政府成立的一个非盈利的研究机构。其主要研究方向有:光伏技术、氢能技术、化学电池以及燃料电池等。 该研究中心拥有目前CIGS光电转换效率的世界纪录:20.3%。

图1、ZSW的连续丝网镀膜系统

图2、柔性聚合物薄膜展开系统