以輕質高分子聚合物聚酰亞胺(簡稱 PI)為柔性襯底的 CIGS 電池不但保持著玻璃襯底太陽電池的一些優良性能,同時還具備不怕摔碰、可卷曲折疊、在制作中可按要求剪裁等特點,具有更廣闊的應用前景。PI 薄膜不吸水、絕緣性能好、重量輕(70g/m2)、厚度薄(僅為 0.05mm)、表面光滑及可彎曲等特點,是高功率重量比太陽電池的首選襯底材料,其功率重量比可高達 2000W/Kg(未封裝),并且由于 PI 襯底 CIGS 電池可實現大面積卷-卷(Roll-to-Roll)連續化生產,為進一步降低光伏電池成本開辟了有效途徑。通過研究低溫生長CIGS 薄膜中 Na 摻雜對材料生長及器件復合機制的影響,改善了器件光電性能。柔性聚酰亞胺(PI)CIGS 太陽電池大面積單體電池 2cm×2cm 與 4cm 4cm×4cm 柔性大面積 PI 襯底 CIGS 太陽電池效率分別達 8%與 7%(由中科院太陽光伏發電系統和風力發電系統質量檢測中心鑒定)。
本項目不僅解決了低溫制備柔性大面積單體聚酰亞胺襯底銅銦硒薄膜太陽電池的主要科學問題,還探索了大面積電池制備中的關鍵技術問題。對于大面積均勻性的蒸發源、柔性襯底的張緊力控制及樣品架、及柵線掩膜設計等技術問題進行了研究,獲得了較好器件輸出結果。 通過該項目的實施,實現了這種具有廣闊的應用前景的柔性高質功比薄膜太陽電池,由小面積向大面積實用化技術發展邁出重要一步,不僅實現了自主創新,填補了國內相應研究的空白。
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