一、生產高效CIS電池的難點：

多層薄膜的制備技術，及薄膜厚度和摻雜的均勻控制。

高質量多晶薄膜的制備，產生致密性粒徑大于1微米CIS薄膜。

大面積生產的穩定性。

二、CIS電池結構

銅銦硒（CIS）太陽能電池是多元化合物半導體薄膜電池，它是在玻璃或是其它廉價襯底上依次沉積多層薄膜而構成的光伏器件。在玻璃襯底到最頂層依次是：金屬Mo背電極/CIS吸收層/CdS過渡層/本征ZnO(i-ZnO)層/ZnAl窗口層，最后可以選擇在表面依次鍍上減反射層(ARCoaTIng)來增加光的入射，再鍍上金屬柵極用于引出電流。

三、CIS電池的特點

低成本

CIS電池采用了廉價的Na-Lime玻璃做襯底，采用濺射技術為制備的主要技術，這樣Cu,In,Ga，Al，Zn的耗損量很少，對大規模工業生產而言，如能保持比較高的電池的效率，電池的價格以每瓦計算會比相應的單晶硅和多晶硅電池的價格低得多。

高效率

禁帶寬度（1.1eV）適于太陽光的光電轉換；容易形成固溶體以控制禁帶寬度的特點，目前實驗室樣片效率達到18.8％。

可大規模生產

近二十年的研究表明，CIS電池的界面是化學穩定的；亞穩態缺陷對載流子有正面的影響；而Cu漂移是可逆的，它的漂移緩解了在材料中的化學勢產生的缺陷梯度，這種適應性使其有很好的抗輻照和抗污染能力，從而具備大規模生產的優勢。

四、技術優勢及項目發展狀況

北京大學新能源中心有多名教授和高工長期從事超導腔薄膜的研制、真空及濺射系統的設計、光電轉換材料的制備以及能帶工程等方面的科研工作。可以滿足研制CIS電池的各方面的工作（包括濺射設備、真空硒化設備的設計，濺射薄膜的研制、改性及優化，光電性能的檢測和產品的實用化規模化）的需要。

課題組于2000年就開始CIS太陽能電池的研發工作，用磁控濺射的方法制備出了Mo、Cu-In薄膜，用真空硒化退火的方法制備出了具有CuInSe2單一晶相的多晶硅薄膜，用CBD方法準備了CdS薄膜。結果顯示CuInSe2薄膜有很好的晶相，薄膜質量非常致密，平均的晶粒直徑已超過了2mm。

2003年，課題組開始研制具有中試生產規模的CIS薄膜制備系統。研制的目標是：研制300´300mm2的CIS太陽能電池、效率達到8％以上，掌握關鍵技術與工藝。在此基礎上提出大規模生產線的工藝流程及設備配置。經過一年半的設計、制造，2005年中，一條多室、多靶的鍍膜設備在北大射頻超導實驗室建立起來，并開始調試實驗。這臺設備采用了我們自主研制的關鍵部件，系統總長12米，有7個真空室，6只定向同軸磁控濺射轉靶，兩臺線蒸發源，以及齒條傳動的樣片車。下圖是正在調試的制備系統照片。

自2005年8月以來，課題組在此鍍膜設備上進行了CIS太陽能電池的研制工作，由于設備設計合理、加工制造精良、真空系統可靠（每個室均好于2´10－4pa的真空度）、濺射靶的選型正確等等，我們以較快的速度研制出針對大規模生產制備CIS的新工藝，我們稱其為“三源疊層硒化法”。用這種方法已研制出CIS太陽能電池，目前正在進一步優化各層膜的結構和組分、研制摻入鎵的方法、克服AZO窗口用的靶材的制備困難（國內外不易解決AZO圓筒型靶材）。