美国Xsun X公司的铜铟镓硒CIGS太阳电池

本刊 贾旭平

XsunX公司是美国加州一家CIGSolar开发商。CIGSolar是一种混合薄膜太阳电池的制造技术。该公司通过CIGSolar技术制成的铜铟镓硒CIGS光伏电池片经美国国家可再生能源实验室NREL鉴定，其峰值转换效率达到16.36%。

所测试样本的总体转换效率从15.3%到16.36%不等，平均转换效率为15.91%。送往NREL的样品是一个125 mm基底的一部分。为制作出适合NREL设备和分析设备的测试结构，125 mm的基底经过沉积后，被分切成四份。

XsunX的首席技术运营官RobertWendt评论道：“NREL的官方测试结果给我们的生产工艺提供了极大的支持，也证明了加工单片电池片的可行性。我们相信，16.36%的转换效率可为市场提供一个更经济化的生产工艺。我们对这一结果感到非常满意，但这也是我们意料之中的结果。我们相信这一生产流程可直接投入生产。”

该公司采用了共蒸发技术，可使最终规格的电池片快速沉积，从而更好地控制和管理CIGS沉积工艺。除了能提供更小和更精确的沉积环境外，这种技术还有助于避免电池的效率损失，无论这种效率损失是因CIGS材料卷的分切造成的，还是因为单片组件的电力不匹配造成的。

XsunX公司CEO Tom Djokovich介绍说：“我们相信高性能的CIGS太阳电池可替代相对更昂贵的硅技术（硅技术在2010年拥有130亿美元的市场份额），而我们一直在朝这个目标努力。据NREL公布的官方测量结果显示，小面积共沉积技术是CIGS电池能与硅技术相竞争的关键。对于这次的测量结果，我们非常的兴奋。由于我们的努力，CIGSolar技术才有机会进入市场。”

CIGSolar技术

目前，XsunX公司正在开发，并向市场推出一种低成本、高效率的薄膜铜铟镓硒太阳电池生产工艺。这项被XsunX公司命名为CIGSolar的生产技术正在申请专利。该技术主要是规模化生产单体薄膜CIGS太阳电池。通过该技术生产的电池能达到硅太阳电池的尺寸，是一种无毒、高效和替代硅太阳电池成本最低的一种太阳电池。现在，该公司正在为CIGSolar工艺技术颁发使用许可证，并计划通过颁发许可证和特许使用权产生一部分收入。

目前，薄膜太阳电池85%的潜力都没有发挥出来，主要是因为薄膜产业依靠大面积生产工艺。在这种情况下，与质量相比，产量就会占据上风。那么如何将实验室所取得的成绩切实地转化到规模生产中呢？首先，规模生产必定会产生产品个体差异；其次，传感器将不能有效地控制工艺过程；第三，薄膜质量的变化非常大。所有这些变化都会使太阳电池组件性能下降。通常，大面积工艺都会造成各区域产生的电流有较大的变化。所以由于生产工艺造成的整个组件性能降低达87%。为了保证组件的质量、产量和成本，就有必要规模生产小面积的太阳电池。

CIGSolar技术目前即将成为行业中的一种技术突破。它将源于太阳电池行业中最好的技术与源于硬盘行业中的最好技术结合起来，使得太阳电池的质量更高，更适宜于规模化生产，并能降低成本。CIGSolar制造技术有如下优势：

· 提高薄膜电池的效率；

· 控制小面积工艺；

· 提高生产率和产量；

· 极大降低太阳电池的成本；

· 可替代硅。

XsunX公司CIGS技术的优势

铜铟镓硒（CIGS）是一种基于黄铜矿半导体铜铟镓族的薄膜太阳电池技术。与其它太阳电池技术相比，CIGS有以下显著优势：

· CIGS技术已经获得了高达20%的实验室演示转换效率，其结果已经与传统晶硅太阳电池相当，并大大超过了其它两种主要的薄膜太阳电池技术，如CdTe和a-Si；

· CIGSolar设备有助于电池抵御随时间造成的性能衰降，并使电池在工作现场高度稳定；

· CIGSolar是一种直接带隙吸收体，拥有卓越的转换效率潜能，可使您的太阳电池产品在现在及未来持续具有较高的性能；

· 所需的制造材料可非常容易得到，且比每瓦成本更低；

XsunX公司20 MW CIGSolar系统生产线

· 基于小面积沉积技术的电池制造工艺能保证快速的批量生产，具有更高的电池效率和更低的制造成本。

XsunX XASI-120 a-Si组件

XsunX公司的产品为XsunX XASI-120组件，其峰值功率为127.5 W，采用玻璃基底，使用公司所有权的半导体制造系统。XASI-120组件拥有很高的功率输出，其尺寸和构架都允许其使用各种现有的支架体系。

XASI-120的模拟图片

XASI-120组件结构图

XSC-156 CIGS薄膜太阳电池

XsunX公司简介

XsunX公司总部位于加州Aliso Viejo，该公司正在开发和推广新型TFPV太阳电池技术与制造工艺，以服务于全球不断扩大的能源需求。该公司已经制定了在美国建立多兆瓦级太阳电池模块制造厂的计划，以满足大规模商业项目、市电领域以及其他网格应用中所使用的太阳电池产品日益增长的需求。XsunX分阶段提高其产能，目前正启动将其TFPV太阳电池模块产能提高到100兆瓦以上的计划。

XsunX公司最初于1997年2月25日成立于美国科罗拉多州，原名Sun River Mining公司，而后于2003年，经过与加利福尼亚Xoptix公司签订重组和资产购买协议，改名为XsunX公司。XsunX公司最初主要是开发和推销拥有自主产权的太阳电池设计和核心太阳电池制造系统，获得许可证的厂家即可利用购得的制造系统制造各种基底的先进薄膜太阳电池。过去几年，公司一直在研究一种名为非晶硅(a-Si)的光伏材料，目的是开发一种非晶硅薄膜太阳电池（TFPV）制造工艺，来制造TFPV太阳电池组件。

2007年初，XsunX公司在业务模式上有所转变，从授权太阳电池设计和制造技术转向使用自己的技术设计先进的制造系统来生产和推销薄膜非晶硅太阳电池组件。为了制造自己的产品，XsunX公司开始建设多兆瓦TFPV太阳电池组件制造工厂。2008年，XsunX宣布完成协商并缔结了一项有关其美国俄勒冈州新生产厂的租赁协议。工厂占地约9万平方英尺，可满足公司的综合薄膜光伏生产运营需求。从战略角度看，这个地理位置不仅可提供便利的交通运输，而且还可提供充足的清洁水电能源，使公司的生产系统维持正常运转。公司首个25 MW的生产线已经于2009年第一季度开始运转。