柔性太阳能电池表面发射率控制方法研究(2)
CIGS薄膜太阳能电池的光吸收层由低成本的铜基半导体材料组成, 其吸光能力远强于晶体硅, 在太阳光谱区光吸收深度在微米量级[1]。因此, CIGS 工艺需要制备的吸收层薄至2微米, 仅是晶硅结构的1%; 整体组件工艺在一套生产线上实现; 生产能耗低, 在降低成本的同时也缩短了能量回报周期，预计在大规模生产中的成本有望低于每瓦0.5 美元。德国太阳能和氢能研究中心(ZSW)认为, CIGS 是太阳能电池材料体系中能够同时兼顾高效率和低成本的、最好的和最现实的体系。
另外，抗辐射能力很强的，非常适合在空间中使用也是CIGS 薄膜太阳特征优势之一。在空间中运行了三百多天的日本的搭载有 双结电池和CIGS薄膜电池的小卫星，其短路电流衰降情况的结果表明，CIGS 薄膜太阳电池抗辐射能力略优于双结In-GaP /GaAs 太阳电池[2]。然而，CIGS 太阳电池元素配比十分敏感，多层结构非常复杂，对工业制造技术要求的非常苛刻，其被国际光伏界公认为是工业制造难度较大的一种太阳电池。全球有很多家企业使用了不同的技术手段进行产品研制，但只有很少的极佳企业实现了电池组件的流水线化制造。按照吸收层制备方法的差异，CIGS薄膜太阳电池的技术路线能够大体分为多元共蒸法、预制层后硒化法、涂覆-热处理法和电化学沉积法等，使用这些工艺制造的CIGS 薄膜太阳电池组件效率均超过了10%。
在制备大面积CIGS太阳电池工艺和产业化发展方面，美、日、德等外国的公司位于领头羊的地位，如德国的Würth Solar公司，美国的Global Solar公司与Miasole公司，日本的Honda与Showa Shell等。此外，美国的Ascent Solar 公司生产的PI 衬底的CIGS 柔性薄膜太阳电池组件最高效率也超过了10%，产品的平均效率大约到7 -8%。
由于前期的研究基础薄弱的原因，中国的CIGS太阳电池的技术水准相对比较低下。我国研制的小面积玻璃衬底CIGS薄膜太阳电池转换效率已经在15%以上，现正在研发80 × 40 cm2 玻璃衬底CIGS薄膜太阳电池不间断生产工艺。中国电子科技集团公司第十八研究所目前主要以研究柔性CIGS薄膜太阳电池为主，目前小面积金属Ti衬底上制造的CIGS 太阳电池光电转换效率在13%以上，PI衬底的CIGS薄膜太阳电池光电转换效率在8%以上。目前在进行柔性CIGS薄膜太阳电池中试线的技术开发与研究，以期实现柔性CIGS 太阳电池的Roll-to-Roll 工艺的连续生产。
1.2 光学涂层简介
光学薄膜概念最早起源于“牛顿环”，“杨氏干涉”解释了光学薄膜现象。麦克斯韦的《电磁通论》成为光学薄膜发展的理论基础。光学薄膜的全面发展是始于上世纪四十年代，各种的光学薄膜和光学薄膜计算方法被提出，同时，电子计算机的出现使光学薄膜发展更加迅速。随着光通信技术的迅猛发展，人们对光学薄膜的要求日益提高。目前，光学薄膜的计算机优化技术常与光学薄膜的制备技术共同发展，今后的光学薄膜技术发展趋势可能是一边制备一边优化的实时控制。
高发射率涂料是一类具有着良好热辐射性质的涂料。它作为一种新型功能材料，具有增大热辐射、强化传热的作用。它一般应用于需要高发射率的装置设备表面，对装置及设备的红外热源的辐射方面来说有明显的升高。涂料一般是由填料和粘结剂构成的，高发射率耐热涂料也是一样的。高发射率涂料是主要由辐射粉体基料和载体粘结剂两部分构成的，辐射粉体基料的作用为提升辐射性能，载体粘结剂能够使涂料牢牢地粘在基底之上，同时这两个部分需要有适当的热稳定性。如今，一般是由有很好的高耐热性能的金属氧化物的复合物和碳化物组成高发射率耐热涂料的粉体基料，通常的材料有三氧化二铁、二氧化锰、氧化镍、氧化铜、二氧化硅、三氧化二铝、氧化锌、石墨等，其主要辐射波长在2.5～12 μm 的波长范围之内。高发射率涂料的载体粘结剂有有机聚合物和无机物之分。有机粘结剂一般选用聚乙烯缩醛类树脂、环氧树脂、苯乙烯——丙烯酸共聚树脂、有机硅树脂或者聚丙烯酸酯乳液等物质。无机的载体粘结剂一般采用硅溶胶、硅酸盐型（水玻璃）、磷酸盐型等几种物质。通常使用载体粘结剂作为低温干燥烘炉使用的红外辐射涂料，一般为磷酸盐水和水玻璃溶液；通常使用多种溶胶或微粉作为中高温红外辐射涂料的粘结剂，一般为二氧化硅、三氧化二铝溶胶或微粉。