PDF문서084_Solar technology of flexible Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin film.pdf

닫기

background image

Contact: Heejin Choi

Email: hjchoi2@etri.re.kr

Phone: +82. 42. 860. 4946

Solar technology of 

flexible Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 

thin film


background image

2

TECHNOLOGY BRIEF

▣ Technology Overview

Solar technology of flexible Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin film

Cu(In, Ga)Se2 (CIGS) compound semiconductor has a direct-transition-type energy 

bandgap. Also, because of its highest light absorption coefficient among all 

semiconductors, it is possible to manufacture a high-efficiency solar cell with a 

thin film of 1 ~ 2 ㎛ thickness.
The thin film solar cell with metal or plastic substrate instead of traditional glass 

substrate has a high output ratio.

Flexible, CIGS, Thin film, Sunlight(Solar energy)

5

□ Keywords

□ TRL

Substrate

Mo

Cu(In,Ga)(S,Se)2

CdS

MgF2

Al/Ni contacts

+

-

ITO/i-ZnO

Stainless steel substrate

Plastic Substrate

Technology Classification Code

Sector

Sub Sector

Industry

EnergyㆍResources

Renewable Energy

Sunlight


background image

3

TECHNOLOGY BRIEF

Solar technology of flexible Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin film

• A flexible thin film solar cel  using flexible metal substrate or plastic substrate 

can be bent or curved so that it can be modified in various forms. On top of 

that, it is light and has a very excel ent portability.

• It is expected to create new value in industrial fields such as IT industry, 

transportation including electric vehicles, outdoor goods, etc.

▣ Technology Description

▣ Application Fields

YDChung4

YDChung5


background image

슬라이드 3

YDChung4 http://www.sonopsolar.co.za/product/solar-frontier-165w/

정용덕, 2016-08-16

YDChung5 http://www.yinglisolar.com/en/products/monocrystalline/ylm-60-cell-series-1/

정용덕, 2016-08-16


background image

4

Limitation of existing technology

Excellence of the technology

• Specific power of a thin-film solar cel  using conventional glass substrate is 

up to 8.25W/kg.

• Specific power of a thin-film solar cel  using the metal substrate is about 

44W / kg, and a thin film solar cel  using a plastic substrate has specific 

power of approximately 82W/kg.

• In the case of plastic substrate, it is about 13 times higher than the thin-

film solar cel  using glass substrate.

• Flexible thin-film solar cel s are suitable for aircraft and car that require 

light weight, or architecture that do not need to consider the load.

▣ Outstanding Features

▣ IPR Status

Korean patent: 1 article registered

Nominal 

output(W)

Open circuit 

voltage (V)

Short circuit 

current (A)

Dimension (mm)

Weight 

(kg)

Specific 

Power (W/kg)

Glass 

substrate

165

110

2.20

977 x 1257 x 35

20.0

8.25

Metal

substrate

62

28

4.2

1333 x 762 x 2.5

1.41

43.97

Plastic

substrate

115

24.1

7.61

800 x 1320 x 11.5

1.40

82.14

No.

Country

Application

Number (date)

Status

Title

1

US

8987037 (2015.03.24)

registered

Methods of manufacturing a solar 

cel

2

US

8852991 (2014.10.07)

registered Methods of manufacturing solar cel

3

US

8637765 (2014.01.28)

registered

Single junction type CIGS thin film 

solar cel  and method for 

manufacturing the thin film solar cel


background image

5

• Global Solar of US had produced flexible 

CIGS thin-film solar cel s based on 

stainless steel from 2008, and was 

acquired by Hanergy in China in 2013.

• Ascent Solar of US is producing flexible 

CIGS thin-film solar cel s which are based 

on polyimide.

• SoloPower of US is using stainless steel 

to produce flexible CIGS thin film solar 

cel  with non-vacuum deposition method.

• Flisom of Switzerland had facilities of 

15MW class in 2013. It is now developing 

a mass production process for mass 

production of low-cost flexible solar cel  

module through R2R process.

• Solarion of Germany have founded a 20 

MW-scale plant, but after its 2013 

restructuring, is now performing limited 

production.

• Hanergy of China has acquired Solibro in 

Germany, Miasole in US, and Global Solar 

in US. It is planning to increase the CIGS 

thin film solar cel  production capacity up 

to 3 GW.

According to the industrialization trend of flexible CIGS thin film solar cell, 

the field can be divided into two opposing sides.
One is United States and Europe based on the advanced technology and 

the other is China which tries to overcome the technical handicap with its 

capital.

□ Korea

□ Global

▣ Technology Trend

US

US

US

Switzerland 

Germany

Sweden

YDChung6

YDChung7

YDChung8

YDChung9

YDChung10 YDChung11


background image

슬라이드 5

YDChung6 http://www.globalsolar.com/

정용덕, 2016-08-16

YDChung7 http://www.ascentsolar.com/

정용덕, 2016-08-16

YDChung8 http://solopower.com/

정용덕, 2016-08-16

YDChung9 http://www.flisom.com/

정용덕, 2016-08-16

YDChung10 http://www.solarion.de/main.html

정용덕, 2016-08-16

YDChung11 http://midsummer.se/

정용덕, 2016-08-16


background image

6

기술수요

적용처

Application

Industry

Flexible solar module 

business, flexible solar 

equipment business, solar 

power business

Mobile power supply, 

electric cars, airplanes, 

building integrated 

solar cel s

▶ World-leading company status

• Global Solar Energy, Ascent Solar,

SoloPower, Flisom, Solarion

Amorphous Si solar cell was the market leader of flexible solar cells till 

2009. Since 2010, new CIGS and other flexible solar cells companies have 

joined the market, making it have a full-out growth.
The market will show high growth rates in the future due to expansion of 

the solar market, and is expected to show a production level of 1.6 GW in 

2020.

▶ Domestic leading company status

• Dasstech, l jin Materials, SolarFLEX

▣ M arket Trend

□ Market Leaders

□ Technology Demand

※ Source: SNE Research, 2013, "Application technology and market prospect of the 

next-generation flexible thin-film solar cell (2009-2020)


background image

7

§

Selection and characterization techniques of flexible substrate

§

Formation technique of rear electrode

§

Formation technique of simultaneous-evaporation absorber 

§

Supply technology of Alkali metal

§

Formation technique of dry buffer layer

§

Formation technology of window layer

§

Module production technology

▶ Expected applications

• Building Applied Photovoltaics (BAPV)
• Building Integrated Photovoltaics (BIPV)
• Vehicle Integrated Photovoltaics (VIPV)
• Power of portable devices such as military, laptop, cel  phone

▶ Expected effect

• The solar cel  is not merely of the power generation system. It can be merged as 

a key component of various products. Consequently, it is expected to become a 

growth engine of the new markets and technologies.

• When using a low-cost rol -to-roll process, energy recovery period can be 

lessened due to low input of production energy.

▣ Applications and Effects

▣ Scope of Technology Transfer

YDChung1

YDChung2

YDChung3


background image

슬라이드 7

YDChung1 http://www.ascentsolar.com/markets/

정용덕, 2016-08-16

YDChung2 http://www.ascentsolar.com/comsumer-offg/

정용덕, 2016-08-16

YDChung3 http://www.ascentsolar.com/dandm/

정용덕, 2016-08-16