CIGS

CIGS薄膜太陽能電池:

CIGS太陽能電池之結構通常為P-N二極體,其中P型由Cu(In,Ga)Se2材料構成,N型則為 CdS薄膜。當P-N二極體受太陽光照射時,材料會吸收光能而在材料內產生電子-電洞對,如此照光產生的電子-電洞對在受到P-N二極體內建的電場影響後會分別往兩側電極(Mo或ZnO)移動,進而產生直流電流,在實際應用上,我們可透過逆變器將其轉換成交流電流與市電併網使用,或者利用蓄電池儲存電力於日後使用。

CIGS 薄膜太陽能電池優勢 :

  1. 產出較高的發電量

    相較於結晶矽材料,由於CIGS為直接能隙材料,在波長400~1,200nm的光譜照度幾乎百分之百都能吸收,因此從早上太陽出來到下午太陽下山,甚至陰天和下雪天,只要有陽光就會發電。

    因此,在同一地區同樣的天候條件之下,雖然結晶矽太陽能電池的轉換效率比CIGS薄膜太陽能電池高,但累積下來CIGS薄膜太陽能電池的發電量仍然比結晶矽太陽能電池的發電量還多。在數個分佈於世界各地的太陽能發電系統中,CIGS展現了優異的表現。

    依據一項德國University of Stuttgart於2006年的獨立研究顯示,經比較12種使用不同製造技術太陽能電池{包括單多晶矽、背接觸式矽晶(Sunpower)、HIT (Sanyo)、非晶矽、CdTe與CIGS}一年的單位裝置發電量,發現CIGS的單位發電量最多可比其他技術多13%。

    同時在本公司的新竹廠屋頂所架設的多晶矽發電系統和CIGS發電系統比較,由於裝置的時間尚短,隨著每天天氣的變化,CIGS的發電量比多晶矽大約多出5%~10%。根據多方面的驗證,可以確定整年累積下來CIGS的發電量是會比多晶矽還多,特別在溫度較高的地方。

  2. 產業鏈短 總生產成本低

    CIGS 薄膜太陽能電池的設備較貴且技術門檻很高,要投入量產並不容易,但它的製程非常短,從玻璃投入經由濺鍍、硒化、退火、組裝製程即可製成電池模組。反觀結晶矽太陽能電池的製程,產業鏈非常長,從矽礦提煉成冶金矽,再提純成為多晶矽(硅料,Polysilicon),拉晶成晶棒(晶塊),切片成晶圓(Wafer),再製成電池片(Cell),最後層壓成模組(Module),每一階段的公司於製程上都需要投入大量設備及人力資源。

  3. 節能減碳

    相較結晶矽上游的多晶矽(Polysilicon)製造商,除生產製程上的投資金額非常龐大,耗電力也很高。單就製造1公斤的Polysilicon至少耗用100度電以上。而製造1瓦特的太陽能電池,多晶矽需耗用1.16度電,而CIGS需耗用0.3度電,即每瓦特多晶矽比CIGS多耗用0.86度電,多晶矽耗電量是CIGS耗電量的3.87倍。以下是生產多晶矽太陽能電池和CIGS薄膜太陽能電池所耗用電力比較表。

    以全世界現在30GW的太陽能設置容量而言,如果生產CIGS可節省約1,600萬噸CO2排放。

  4. 轉換效率具發展提升潛力

    CIGS尚有另一項利基,雖然目前量產的轉換效率約在11~12%,但是在美國及德國的實驗室裡,轉換效率已達20%。這表示CIGS未來將比使用其他材料的太陽能電池更具發展潛力,因而造成最近許多世界級大企業家的關心和投資。