CIGS簡介

 

由台灣綠陽光電自行研發與量產的CIGS薄膜太陽能電池，藉由Cu(銅)、In(銦)、Ga(鎵)、Se(硒)四種原料的最佳比例，組成太陽能板的關鍵技術。由於具備光吸收能力佳、發電穩定度高、轉換效率高，整體發電量高、生產成本低以及能源回收期間(energy payback time) 短等諸多優勢，CIGS太陽能電池已是太陽能產業明日之星，與傳統之晶圓型太陽能電池分庭抗禮。

 

CIGS技術之優點

光吸收能力佳CIGS太陽能電池係由Cu(銅)、In(銦)、Ga(鎵)、Se(硒)四種原料以最佳比例組成，可吸收之光波範圍最廣，除了晶圓型與非晶矽太陽能電池可吸光的可見光範圍，尚可涵蓋波長在700~1,200nm之間的紅外光區域，亦即一天內可吸光發電之時間最長。對於中高緯度陽光較稀薄、冬天日照時間較短或高山地區，是極為重要的特性。

發電穩定度高相較於矽晶本質上有光衰竭或光劣化之特性，經長時間曝晒於太陽下，其吸光發電之效能會逐漸衰退，CIGS太陽能電池則否。故長期而言，CIGS太陽能電池發電穩定度較高且所需之維修替換費用較低。

轉換效率高，整體發電量高根據美國國家再生能源實驗室(National Renewable Energy Labs; NREL)所公佈，目前CIGS太陽能電池轉換效率最高可達到19.9%，而業界實務最高紀錄可達16%，普遍標準則為12%。值得一提的是，以相同瓦數之晶圓型太陽能電池(轉換效率16%)，與CIGS太陽能電池(轉換效率12%)進行戶外測試，由於CIGS之吸光範圍較廣，所提供的發電量為前者之1.2倍。因此，儘管CIGS太陽能電池之轉換效率較低，但一天內整體可吸光並轉換為電力之產能，仍較傳統晶圓型太陽能電池為多。

生產成本低CIGS太陽能電池主要成本為玻璃基板與Cu(銅)、In(銦)、Ga(鎵)、Se(硒)四種原料，其中玻璃只需採用一般建材使用之鈉玻璃，不需使用太陽能專用之超白玻璃或薄膜導電玻璃。四種金屬原料雖屬貴重金屬，但CIGS屬薄膜型每片面板所鍍之膜厚度不超過3um(註: um=1/1000mm)，每片成本十分具競爭力。

能源回收期間(Energy payback time)短再生能源裝置固然立意良善，但生產該裝置本身也需要消耗能源。評估一個再生能源裝置是否真正環保，除了「轉換效率」，更重要的是使用該裝置所產生之再生能源，需要多久的時間才能相當於當初生產時所消耗之能源總量，即所謂之「能源回收期間」(energy payback time)。根據美國能源總署(U.S. Department of Energy)研究，以30年壽命之太陽能裝置為例，多晶矽太陽能電池之回收期間為2~4年，而薄膜型太陽能電池為1~2年。換言之，每一個太陽能發電系統，可享有26~29年真正零汙染之期間，而採用CIGS太陽能無疑是最佳選擇。

CIGS產品應用

如同晶圓型太陽能電池產品應用於屋頂與電廠，CIGS太陽能板亦可做相同使用。然更優於晶圓型產品的是，CIGS具有透光性，外觀上較美觀，可作為建築材料使用(BIPV, building integrated photovoltaic)。CIGS亦可製成軟板，未來將發展可攜式個人使用發電裝置，解決目前3C商品電池續航力不足之問題。其它應用層面則涵蓋LED路燈、太陽能熱水器 、大樓玻璃帷幕、太陽能電廠、沙漠種電系統等

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(資料來源：AxunTek’s)