GroupSat®开发了制造薄膜铜铟镓二硒（CIGS）光伏（PV）组件的专有工艺。与硬、重、脆的传统太阳能面板不同，GroupSat 薄膜太阳能组件重量轻、弹性好而且耐用。其他企业都在玻璃上生产CIGS，而GroupSat 是唯一在柔性材料衬底上生产CIGS的公司。

与其他类型的薄膜PV相比，CIGS能把同样的光能转换为电能，因此“转换效率”更高。CIGS的长期转换效率也十分稳定，这意味着其性能经多年使用也能持续保持不衰退。而许多其他类型的PV材料性能会随着使用而迅速衰退。用户已经意识到，与其他薄膜PV相比，GroupSat的CIGS电池效率没有衰退。（见魏茨曼研究所1999年9月在《可再生能源世界》发表的结论，“CIGS电池是自修复的——研究人员如是说”）。

在PV制造工艺和PV产品方面，其他任何公司都无法与我们抗衡。因为：

• 由于减少了人工，以及材料要求、能源消耗、运输作业和资本成本更低，GroupSat使用的薄膜PV制造成本更低。
• GroupSat使用铜铟镓二硒（CIGS），这是薄膜PV的最佳材料。
• GroupSat采用"roll-roll"（滚装）加工，它比传统in-line（线内）加工方法更具成本效益。
• GroupSat的PV产品可用十分紧凑的轻重量包装发运到世界各地。大大降低了安装成本。
•  GroupSat的PV产品非常紧凑小巧，便于储藏；对于许多军事、航天及商业应用，它容易与耐损伤性能高的材料连接。
• GroupSat的技术和产品为今后可再生能源提供了巨大潜力。

工作原理:

光伏（PV）系统受阳光照射时产生电力。阳光由称为光子的能量颗粒组成。当阳光照射PV材料时，光子将穿过、被反射或被吸收。如果光子被吸收，其能量将转移到该PV材料一个原子的一个电子上。在新吸收能量的作用下，该电子可逃离环绕该原子轨道上的正常位置。通过这种方式，该电子可以成为电路中电流的一部分，或增大电路中的电流。这种“光伏效应”就是光能转换为电能的基本物理过程。

PV系统的主要构件是PV电池（PV单元）。典型的PV电池非常薄，大约3 X 3英寸。单个PV电池本身只能产生少量电能。但幸运的是，我们可以通过连接多个PV电池形成一个称之为PV组件的较大装置，方便地增大PV系统的总功率。而组件又可以连接构成更大的装置，即阵列，阵列可以互联以产生更多的功率，以此类推。通过这种方式，我们可以建造满足任何功率需求的PV系统。

PV产品：
所有具有商业可行性的PV产品都是采用以下两种技术之一制造的；晶体硅或薄膜材料。

晶体硅-概述：

传统晶体硅是目前最为常见的商用太阳能电池材料，理由是：

• 这种材料已经使用了50年以上，其制造工艺众所周知，这些工艺大部分已是属于公共领域的知识。
• 所用原料——硅非常丰富（是地壳中第二丰富的元素，仅次于氧）。

虽然原硅很容易获得，太阳能电池中使用的硅必须提炼到极高的纯度（99.9999%）——远远高于处方药物的提炼纯度。这使得其成本非常高。过去，硅PV厂家通过向集成电路（IC）厂家回收硅来降低成本（IC芯片要求硅纯度较高）。这种原料来源却因为IC厂家（1）提高成品率、降低废品；（2）回收硅废料自用；（3）开发能使用低等级硅的芯片设计方案——而迅速减少。结果造成PV等级的硅原料更加昂贵。

晶体硅PV的形态：

晶体硅PV有两种基本形态：

• 单晶硅，光电转换效率更高，但加工成本昂贵。
• 多晶硅，光电转换效率较低，但加工成本低一些。

顾名思义，单晶硅是用大块单个晶锭切片制成的。这种晶体材料结构均匀，原子序列几乎不受扰动。因此，单晶硅光电转换效率更高。相反，多晶硅由许多晶体或“颗粒”组成。在颗粒界面上，原子序列被打乱。这些界面降低了多晶硅的光电转换效率。

晶体硅PV的制造方法有多种，每种方法都具有资金密集和劳动力密集的特点，必须对高纯度硅进行高成本的熔融。制造单晶硅最普遍采用的工艺降低了进入熔硅桶顶部的单晶硅“种子”。随着晶种从大桶中缓缓升起，熔硅原子凝固在晶种周围，形成一个长圆柱形晶锭。晶锭内的所有晶体具有与晶种相同的同一晶体结构。相反，半晶体PV一般是通过更加简单的铸造工艺制成的，其中熔硅直接导入模具，然后凝固成晶锭。

无论哪种方法，一旦形成晶锭，必须将它们切成极薄、极脆的晶片。经过若干其他加工环节后，晶片就将称为PV电池；但是，由于这种电池非常脆弱，一般必须将它们封装在两块厚玻璃板之间。玻璃允许阳光进入PV材料，同时也能防止因轻微撞击而受损。不幸的是，得到的产品非常笨重，无法承受剧烈撞击，必须在运输过程中加以额外保护，所以增加了运输和装卸成本。

有些PV厂家正在探寻晶体硅的新生产工艺。其中之一就是所谓的硅-薄膜技术，硅层直接在陶瓷衬底上培育，得到了厚度据说只有传统电池三分之一的硅晶片。在另一种工艺中，通过熔硅拉动两个平行串，熔硅跨越平行串，之后在平行串之间凝固。两种工艺都削减了固有成本和把晶锭锯成晶片的浪费。但是，这两种工艺在这些脆弱晶片形成PV电池前都需要其他多道额外工序。此外，得到的PV产品仍具有多数其他硅PV所固有的局限，如电池脆弱，包装笨重。

将这些产品归类为薄膜PV并不正确。虽然得到的晶片可能只有传统晶片厚度的二分之一，但它们比真正的薄膜PV厚50倍。

薄膜-概述:

与计算机芯片一样，PV器件是半导体器件。相应地，开发计算机技术吸取的许多教训也可以用来改进PV。计算机半导体行业的科学发现之一就是薄膜技术，它已在PV行业显示出巨大潜力。

与晶体硅生长、切片和处理晶锭不同，PV材料可以通过将不同薄层材料顺序沉积在一个非常薄的结构中来制作。得到的薄膜器件只需要很少的半导体材料，在方便加工上具有优势。

可采用多种不同的沉积工艺，其成本都比晶体硅需要的晶锭生长技术低。而最好的一点是，这些沉积工艺可以随意扩大规模，因此用于制造2英寸x 2英寸实验室电池的技术可以同样用于制造2英尺 x 5英尺组件（也就是巨型电池！）。

薄膜形态：

三种主要的薄膜技术是非晶硅（a-Si）、碲化镉（CdTe）和铜铟镓二硒（CIGS）。

非晶硅（a-Si）：

非晶态固体，如普通玻璃，是原子不按任何特定顺序排列的材料。它们根本不会形成晶体结构，它们含有大量结构缺陷和粘结缺陷。

70年代，研究人员开始认识到，通过适当控制沉积条件和精心改进成分，非晶硅可以用于制造PV器件。与其他薄膜PV相似，非晶硅洗洗手太阳辐射的效率比单晶硅40倍，因此仅1微米（万分之一厘米）厚的薄膜可以吸收约90%可用太阳能。如今，非晶硅是薄膜PV的主要形态，在以太阳能为动力的消费类产品中广为使用，降低了电能需求（如腕表和计算器）。

非晶硅的局限性：

电池效率是衡量PV产品性能的重要指标之一。它定义了阳光里有多少能量被实际转换为电能。非晶硅组件的一个主要弱点是效率比其他PV材料低。此外，长期使用后，其电池效率会随着使用而逐渐降级。具有讽刺意义的是，这种性能衰减是因为光线照射而引起的。为了解决这个问题，厂家发现通过让层变得更薄，性能衰减会有所减轻。不幸的是，层变薄也会降低产品的综合电池效率。

多结：

薄膜PV是通过不同薄层材料顺序沉积在一个非常薄的“类三明治”结构上而制成的。已被非晶硅厂家采用的提高电池效率的途径之一是把这些PV“三明治”中的两块堆叠在彼此顶部。顶部三明治将吸收部分光能（光子）并产生电能。穿过第一块三明治的光子也会被第二块三明治吸收而产生其他电能。每块三明治形成被称为“结”的单一电子界面。从逻辑上讲，一堆这样的“结”就像一个“多结”电池。由于多结器件能把更多的能量光谱转换为电能，因此它可以达到较高的综合转换效率。

多结的局限性：

当然，对多结PV器件来说也存在不利的一面。为了让这些器件发挥作用，每块三明治必须“微调”，从而根据太阳能谱的独特范围（其唯一“带隙”）对太阳能作出反应。通过这种方法，顶部电池捕获高能光子而让剩下的光子通过而被底部电池吸收。底部电池也必须微调，从而响应较低的带隙能量。经实践证明，这种多带隙多结设计加工成本十分可观。

其他严重问题始终伴随着非晶硅技术。单结非晶硅的最佳论证实验室组件效率比CIGS技术的效率小得多。此外，三结非晶硅设计仍比单结CIGS的电池效率低。而且过去几年中还没有出现电池效率的递增。最近的独立研究已经指出，非晶硅效率衰减比过去认为的要严重得多。（TISO中心，瑞士联邦能源办公室资助的独立检测实验室，已经公开了其现场检测结果。）

然而，许多公司继续加强非晶硅的生产，因为这种技术相对比较成熟，许多专利已经过期失效。因此，多数生产工艺处于公开状态。

碲化镉（CdTe）：

碲化镉是另一种薄膜技术，具有较高的电池效率（实验室中达16%以上）。加工组件的效率已经达到10%，不久可能超过这一数字。

碲化镉的局限性：

在让市场全面接受上，碲化镉存在一定局限。

首先，由于这种材料对“自我补偿”的固有性质，人们历来认为碲化镉器件无法在室外环境中使用，因此造成起初性能较高的电子触点衰减并逐步降低功能输出。

其次，碲化镉沉积和晶体形成需要较高的处理温度。这一特点加之其他问题的后果，使得碲化镉只能按“覆盖层”结构加工；即，阳光必须穿过衬底达到PV材料。玻璃是唯一能耐受这个温度并仍保持足够透明的材料。由于易碎，使用的玻璃必须较厚、较重，以耐受产品寿命期内现场出现的应力。加工条件较高会使应力在玻璃内聚积，导致部署后破裂。

碲化镉的第三个局限是镉的毒性是健康官员和政策制定者关心的重点（镉是重金属）。可能会限制这种材料进入许多高档消费应用领域。

铜铟镓二硒（CIGS）：

铜铟镓二硒（CuInSe2）吸收率极高，1微米这种材料上可吸收99%有效光线。使其称为理想的高效PV材料。对CuInSe2添加少量镓增大了其光吸收带隙，使其更加匹配太阳光谱，因此提高了PV电池的电压和效率。CIGS电池的效率已达19%以上——比其他薄膜PV高得多。CIGS也具有通过相关环保认证和废弃物处理要求的论证能力。

技术对比汇总：

正如下表所汇总的那样，CIGS与业内主流技术——晶体硅，以及其他薄膜技术相比优势明显。在评价组件性能是尤为如此，因为市场上最终使用的是组件而不是电池。