溅射靶材是一种新型的镀膜材料(与蒸发材料相比),对于太阳能行业中的薄膜太阳能电池镀膜至关重要.

太阳能电池薄膜涂层

薄膜太阳能电池是第二代太阳能电池,通过在基板(例如玻璃、塑料或金属)上沉积一层或多层光伏材料的薄层或薄膜 (TF) 制成.溅射靶材,有时是蒸发丸,是沉积过程中的重要源材料.薄膜太阳能电池在多种技术中被商业化使用,包括碲化镉 (CdTe) 薄膜、铜铟镓硒 (CIGS) 薄膜和砷化镓 (GaTe) 薄膜.而这里,碲化镉溅射靶、铜铟镓硒溅射靶和砷化镓溅射靶必不可少.

什么是"薄"膜?

薄膜,顾名思义,具有很薄的薄膜厚度.薄膜太阳能电池的薄膜厚度从几纳米到几十微米不等,比薄膜的竞争对手技术、传统的第一代晶体硅太阳能电池 (c-Si) 薄得多,使用最厚 200μm的晶圆.这使得薄膜电池具有灵活性,并且重量更轻.它用于建筑集成光伏并作为半透明的光伏玻璃材料,可以层压到窗户上.其他商业应用在一些世界上最大的光伏电站中使用刚性薄膜太阳能电池板(夹在两块玻璃板之间).

薄膜技术优势

薄膜技术一直比传统的 c-Si 技术更便宜但效率较低.这就是为什么人们更加专注于溅射材料和薄膜涂层技术的开发.然而,这些年来,它已经有了显着的改善.CdTe 和 CIGS 的实验室电池效率现在已超过 21%,优于目前大多数太阳能光伏系统中使用的主要材料多晶硅.与传统 PV 相比,在实验室条件下对薄膜模块的加速寿命测试测得其退化速度稍快,而通常预期寿命为 20 年或更长.

用于太阳能电池薄膜镀膜的溅射靶材

如前所述,碲化镉靶材、铜铟镓硒溅射靶材和硅溅射靶材是太阳能电池薄膜镀膜的重要参与者.接下来,我们继续详述各个溅射靶材在太阳能行业中的应用.

用于太阳能行业的碲化镉溅射靶材

该碲化镉溅射靶材具有相当大的份额的太阳能市场.这种类型的基板最常用于制造薄膜太阳能电池板,占有 50% 的市场份额.在生命周期的基础上,CdTe PV 具有所有太阳能技术中最小的碳足迹、最低的用水量和最短的能源回收时间.CdTe 的能源回收期不到一年,可以更快地减少碳排放,而不会出现短期能源短缺.CIGS溅射靶材应用于太阳能行业.

CIGS溅射靶材应用于太阳能行业

CIGS溅射靶材是溅射靶材用于太阳能应用的代表.它由四种金属元素组成,即铜 (Cu)、铟 (In)、镓 (Ga) 和硒 (Se).溅射在太阳能电池上的CIGS薄膜具有光吸收强、发电稳定性好、转换效率高等优点,可使太阳能电池在白天长时间发电,产生大量电能.在镀膜过程中,CIGS靶材的纯度和质量将直接影响所生产的薄膜质量,因此选购时要考虑购买高纯度的CIGS靶材.

CIGS在光伏建筑一体化应用方面具有很大优势.同时,随着CIGS转换效率的提高,CIGS作为玻璃幕墙搭建的光伏建筑电源的自给率也在不断提高.

用于太阳能行业的砷化镓溅射靶材

用砷化镓溅射靶材制成的薄膜太阳能电池被认为是所有薄膜中效率最高的,高达 28.8%.砷化镓具有较低的温度系数,因此在较高温度下的效率损失很小.在大多数太阳能电池中,弱照明(低光)中可用的能量会泄漏,但不会在高质量 GaAs 中泄漏.宽带隙和低缺陷晶体结构还导致更低的漏电流和更快速的光照电压积累.因此,即使在办公室或仓库环境中,也可以使用 GaAs 产生太阳能.砷化镓天然能够抵抗水分、辐射和紫外线的损害.这些特性使 GaAs 成为紫外线和辐射增加的航空航天应用的绝佳选择.