佳能Anelva Inc（社长：坂井淳郎）和米乐m6官方网站（会长：野间口佑）共同开发了一种技术，仅使用干法工艺形成的无镉（Cd）CIGS太阳能电池就可以实现接近传统部分湿法工艺（溶液生长法）的光电转换效率。
该技术的特点是缓冲层成膜方法干法是溅射采用的缓冲层材料为ZnMgO(氧化锌和镁的混合物)。使用该技术的 CIGS 小面积电池（05 cm2)的光电转换效率达到162%（带增透膜）（图1）。通过使用这项技术，CIGS太阳能电池中不仅可以消除有害物质镉（Cd），而且有望利用全干法工艺实现高效的CIGS太阳能电池制造。
该技术计划于2013年3月27日至30日在神奈川工业大学（神奈川县厚木市）举行的第60届日本应用物理学会春季会议上发表。
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| 图1 CIGS小面积电池（左），具有溅射、干法形成的缓冲层和太阳能电池特性 |
CIGS太阳能电池是一种高性能薄膜太阳能电池，具有光电转换效率高、老化劣化低、长期可靠性优异等特点，近年来已被多家厂商批量生产。太阳能电池有一层称为缓冲层。该缓冲层决定了太阳能电池的性能p-n 结的形成，是提高CIGS太阳能电池效率的关键点之一。目前量产的CIGS太阳能电池中，光吸收层的CIGS是干法工艺多重气相沉积法或溅射+硒化方法而缓冲层是由湿法是溶液生长法（CBD法）形成经常被使用。然而，CdS含有有害物质镉，因此需要使缓冲层不含Cd以减少对环境的影响。此外，利用干法工艺形成缓冲层的研究和开发正在取得进展，并考虑了CIGS太阳能电池的量产工艺，但迄今为止还没有大规模量产的成功范例。
为了使 CIGS 太阳能电池的缓冲层不含镉，正在进行大量研究和开发。采用溶液生长法的包括氧化锌硫化物(ZnO,S)、硫化铟(InS3)作为缓冲层，光电转换效率接近CdS。尽管已经有一些关于利用不含Cd的缓冲层实现高光电转换效率的报道，但是利用干式溅射工艺在CIGS上形成的缓冲层尚未实现高光电转换效率。如果缓冲层可以通过适合大规模生产的溅射形成，则可以使用全干法工艺制造CIGS太阳能电池，这有望通过简化工艺来降低成本。
因此，佳能ANELVA和米乐m6官方网站共同致力于建立一种在CIGS太阳能电池的缓冲层中不含Cd、仅通过溅射形成的技术。
佳能ANELVA先进的溅射成膜技术与米乐m6官方网站太阳能工程研究中心（研究中心主任Michio Kondo、研究员Sakae Niki、研究中心副主任、工业流程高效团队研究小组Hajime Hajime Shibata）将先进的CIGS太阳能电池制造技术相结合，推进研发。
如图2所示多次气相沉积三步法形成的CIGS，我们制造了小面积CIGS电池，其具有通过传统溶液生长方法形成的CdS缓冲层。使用该电池作为比较靶，仅用溅射形成的ZnMgO代替缓冲层，并对组成和成膜条件进行了优化。结果，如图3所示，我们在仅通过溅射形成缓冲层的太阳能电池中实现了162%的光电转换效率。该结果接近使用传统技术形成缓冲层的太阳能电池的175%的光电转换效率。
这样，我们发现采用无Cd老干法工艺也可以实现具有高光电转换效率的CIGS太阳能电池。
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| 图2 评估的CIGS 太阳能电池的电池配置 |
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| 图3 通过溅射、干法工艺形成的ZnMgO缓冲层的CIGS太阳能电池特性（带有减反射膜） |
未来，我们将致力于进一步提高全干法工艺中的光电转换效率，并朝着大面积基板的应用和器件的商业化方向进行开发。