中国科学院深圳先进技术研究院光伏太阳能研究中心

中国科学院深圳先进技术研究院光伏太阳能研究中心致力于具有商业价值的大面积铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池生长设备及工艺设计。中心的目标是建立和完善适合产业化生产的CIGS光伏太阳能电池整套工艺，掌握具有自主知识产权的核心技术，力争在较短时间内使中科院在该领域达到国内领先和国际先进水平。并且，建立完善的光伏太阳能电池性能检测体系和产业化推广平台等全方位的研究体系，形成一个立足于深圳市，兼顾基础研究与产业化，并对可再生能源起到宣传示范作用的研究中心。

近期开展的科研项目如下：

1. 铜铟镓硒太阳能电池共蒸发-磁控溅射生长系统（中科院重大装备研制项目，与中科院沈阳科学仪器有限公司合作）

中心自主研发了一套铜铟镓硒太阳能电池共蒸发-磁控溅射生长系统，将目前CIGS太阳能制备技术中最为成熟的共蒸发和溅射后硒化两种技术为一体，整个生长过程均在真空中完成，实现玻璃衬底进样，电池片出样的流水作业，全过程由电脑程序化控制。可实现100mm×100mm CIGS太阳能组件的制备。



2. 高效铜铟镓硒薄膜太阳电池技术研究（中科院太阳能行动计划，与中科院上海技术物理研究所合作）

本项目以第二代太阳电池中最具有大规模应用前景的铜铟镓硒(CIGS)为代表的黄铜矿结构化合物半导体薄膜太阳电池为主要研究对象，研究包括钼背电极层沉积、CIGS吸收层沉积、缓冲层沉积，窗口层沉积以及电极划线等整套CIGS薄膜太阳能电池组件制备关键工艺与相关机理。这其中以CIGS吸收层的沉积工艺以及生长机理为主要研究内容，这一关键膜层制备以四源共蒸发沉积工艺为主，同时也开展CIGS吸收层溅射固态源硒化法的研究。其他功能层沉积采用磁控溅射，水浴法等工艺。目标是研发出10×10 cm面积的CIGS薄膜太阳电池组件工艺流程, 使转化效率达到11%-13%。

3. 新型高效、低成本铜铟镓硒薄膜太阳能电池工艺研究（深港创新圈项目，与拓日太阳能股份有限公司合作）

我国目前没有厂家能提供自己的CIGS生产线，需花费巨资订购国外设备。因此，急需加大高效低成本CIGS太阳电池研究力度，通过院企合作的模式，尽快开发出具有自主知识产权的设备和工艺，突破国外的专利壁垒，实现自主知识产权CIGS太阳能电池的产业化。

4. ZnO:Al薄膜的制备及其在太阳能电池中的应用（深圳市公共科技项目）

探索并确定透明ZnO:Al窗口层的制备工艺，形成透光和导电性能均良好的AZO薄膜。采用酸对AZO表面进行腐蚀，使其生成绒面结构，达到陷光效果，提高电池对光的吸收率，从而提高电池转化效率。



5. 研发低毒低成本制备铜铟镓硒（CIGS）光伏材料的方法（深圳市基础研究项目）

缓冲层是铜铟镓硒太阳能电池的重要组成部分，目前在CIGS太阳能电池领域最流行的缓冲层材料是CdS。虽然缓冲层只有数十纳米厚，且位于太阳能电池内部，其Cd元素并不会泄漏从而带来危害，但制备过程中的废液需要经过特殊处理。而且，理论分析表明，CdS并非最完美的窗口层材料。因此，研制无Cd低毒的窗口层材料仍然很有必要。