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、沙漠種電系統等半導體材料吸收太陽光遠遠勝過矽，因此，它需要的量較少，加工所用的步驟也比矽少。這兩個屬性都可以降低太陽能電池板的成本。世界上發展最快的一家太陽能電池板製造商，就是日本東京的太陽能前沿公司（Solar Frontier），可能很快就會擴大生產，這在很大程度上，仍然是藉助於石油公司資助的母公司，就是昭和殼牌石油公司（Showa Shell Sekiyu）製造能力：這家工廠在日本，是太陽能前沿公 司去年開辦的，可生產900兆瓦的銅銦鎵硒太陽能電池板。2007年，太陽能前沿公 司建立了它的第一所工廠，生產能力是每年生產20兆瓦的太陽能電池板。從那以後，它每兩年建一所工廠，最大的是一所900兆瓦的發電廠，就在日本國富（Kunitomi），是去年開始生產的。現在，在被日本政府挑選，可獲得資金建立工廠之後，它在評估，要在日本建立第四所工廠。公司還計劃在中東地區建立新工廠，合作者是沙特阿美公司（Saudi Aramco）和荷蘭皇家殼牌公司（Royal Dutch Shell）。沙特阿美公司擁有15％的昭和殼牌股份，殼牌公司擁有35％。太陽能前沿公 司已經看到，它的太陽能電池板有大量需求：例如，今年早些時候，公司宣布，要提供太陽能電池板，給予加州一家大型（可達150兆瓦）太陽能發電廠。太陽能前沿公 司的銅銦鎵硒太陽能電池板採用半導體薄膜，這種薄膜是用銅、銦（indium）、鎵（gallium）、硒（selenium）製成。半導體材料吸收太陽光遠遠勝過矽，因此，它需要的量較少，加工所用的步驟也比矽少。這兩個屬性都可以降低太陽能電池板的成本。但是，已經證明，困難在於，生產銅銦鎵硒電池板規模要大，成本要足夠低，以競爭過現有技術。數十家企業都試過了，但到目前為止，它們只能生產相對少量的太陽能電池板。有一家這樣的公司，就是索林德拉公司（Solyndra），非常著名，但未能減少加工成本，花光了資金。太陽能前沿公 司，有近千兆瓦的太陽能電池板生產能力，是一個顯著的例外。這家公司的直接競爭對手，包括其他銅銦鎵硒太陽能電池公司，也包括矽太陽能電池板製造商和第一太陽能公司（First Solar），它製備薄膜太陽能電池板，是使用碲化鎘（cadmium telluride）。總體上看，這些公司生產世界上大部分的太陽能電池板。太陽能前沿公 司拒絕透露具體的成本數字，但它說，它的成本具有競爭力，甚至可競爭過低成本的中國太陽能電池板製造商，它們採用傳統的矽技術。因為它的電池板在低光照條件下效果很好，因此，它們可以產生更多電力，勝過矽太陽能電池板，它們具有相同的峰值功率輸出。這家公司表示，這使客戶可以獲得更多的收益，安裝這種太陽能電池板，勝過使用其他的太陽能電池板。從幾十年前開始研究這種技術以來，這家公司已開發出多項創新，格雷戈里•阿什利（Gregory Ashley）說，他是太陽能前沿公 司美國業務部的首席運營官。它已經開發出的技術，可以確保精確合成銅銦鎵硒材料，也開發出一項技術，可以把加硫添加到混合物中，以提高輸出功率。它學會瞭如何使材料的厚度非常均勻，有助於製模，以製作太陽能電池，這就不需要使用鎘，這是一種有毒金屬。這些創新降低了製造成本，使這家公司取得了世界紀錄的銅銦鎵硒太陽能電池板效率。它的工廠車間出產的典型太陽能電池板，是13％的效率，低於矽太陽能電池板，但高於它最直接的競爭對手，就是第一太陽能公司生產的太陽能電池板，第一太陽能公司生產薄膜電池板，是使用鎘和碲。第一太陽能公司的電池板通常是大約12.4％的效率。這家公司說，它會很快把電池板效率提高到14％，這樣就可以與許多矽太陽能電池板競爭。爾騰•埃澤爾（Erten Eser）是特拉華大學（University of Delaware）能源轉換研究所的科學家，他說，公司成功的關鍵是穩定的資金。數十年之久開發太陽能電池板，這很典型，花了那麼長的時間，才實現大規模生產矽板，以及第一太陽能公司的薄膜電池板，這兩種技術幾乎佔據了世界上所有的太陽能電池板生產。就像第一太陽能公司一樣，太陽能前沿公
司一直就不需要擔心資金中斷。“太陽能前沿公 司從未遇到資金問題。他們從來都不需要答復任何風險資本家，”埃澤爾說。“總而言之，當然，他們將會成功，他們有時間和金錢做他們的工作。”
硒化銅銦鎵(Copper Indium Gallium Diselenide，簡稱為CIGS)為薄膜太陽能電池一種，是薄膜太陽能電池中轉換效率最佳者，可使用軟性基板，其與矽晶太陽能電池相比，只需極小部份的矽原料，而轉換效率可以達到20%，且在生產過程中消耗的能源為傳統矽基太陽能電池的一半，由於具有較高光電轉換效率和低成本等優勢而看好。CIGS為太陽能電池使用的材料的化合物半導體，會隨著銦鎵含量的不同，對光吸收範圍可從1.02ev至1.68ev。在標準環境測試光電轉換率可達19.5%，如果透過聚光裝置的輔助，光電轉換率已達30%，若使用軟性塑膠基板光電轉換率最佳可達14%。CIGS 薄膜太陽能電池結構與非晶型矽太陽能電池差別在於光電層與導電玻璃間有一緩衝層（buffer layer），這層材質多為硫化鉻（CdS）。其載體可使用可撓性材質，因此製程可使用roll-to-roll方式。商業化製程是由shell solar所研發出來，製程中需有一系列真空程序，使得製造成本和硬體設備費用較高。而另一家美國業者ISET則是投入非真空技術，透過奈米技術，以類似油墨製程（ink process）製備層狀結果，已初步成功。而實驗室常使用同步揮發式製程，由於有放大不易的缺點，所以商業化的可行性不高。CIGS現有的鍍膜技術，真空製程技術可分成共蒸鍍(Co-evaporation)、硒化(Selenization)、濺鍍(Sputtering)；而非真空製程技術可分為塗佈製程(Coating Process)、電沉積(Electrodeposition)、化學噴灑熱解法(Chemical spray Pyrolysis)。CIGS 薄膜太陽能電池的結構，最底層為基板(Substrate)，通常使用的材質有玻璃(Glass)或是具有可撓性的金屬(如鋁合金箔、銅箔等)和Polyimide (PI)，基板上會濺鍍一層Mo 背電極主要利於電傳導，往上一層為CIGS光吸收層，再上一層為半導體CdS，功能具有緩衝作用之外，也可幫助電子能有效的傳導，而i-ZnO 層主要是用來防止太陽能電池在進行發電過程中，受到Shunting的因素使得元件的效能減少，再上一層為AznO為透明導電層，此層除了作為上電極之外，還須能讓光線順利通過到達CIGS光吸收層，最後會鍍上金屬鋁導線。其它CIGS薄膜太陽能電池優點：一、吸收範圍較廣二、照射強度與角度彈性較大三、可撓式四、容易大面積化五、低原料成本消耗由於看好CIGS 薄膜太陽能電池發展，許多國際知名公司也投入此領域，如IBM、GOOGLE、Honda等。而國內有昇陽科所轉投資的新能、錸德轉投資的太陽海等。2008年10月錸德宣布與全球前三大的玻璃廠Scheuten合資設立新公司，切入CIGS薄膜太陽能電池，為國內首家CIGS薄膜太陽能電池製造廠。公司CIGS薄膜太陽能電池板2010年已開始試產和調整良率的階段，最快將於2010年下半年產量。國內工具機廠正峰新，也積極參於CIGS太陽能領域發展，其CIGS薄膜太陽能電池第一條30MW生產線，已於2010年第一季架設完畢，預計於7月開始小量出貨，並於同年第四季將在擴充第二條生產線。未來公司以CIGS原料和設備整廠輸出業務為主。2010年4月6日台灣 CIGS 產業聯盟正式成立，成員包含台積電、友達、均豪、光洋、旺能、正峰新能源、新能等數十家上中下游廠商，涵蓋整個產業從材料端、製程端、設備端及系統端。2010年6月16日台積電宣布旗下VentureTech Alliance公司投資美商Stion公司5000萬美元(折合新台幣約16億元)，並持有該公司約21%的股份，取得薄膜CIGS製程技術，雙方並在技術授權、生產供應以及合作開發方面簽訂協議。
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