Πηγή: britannica.com
CIGS ηλιακών κυττάρων, σε πλήρη χαλκού ίνδιου γαλλίου Σεληνίδιο ηλιακών κυττάρων, thin-film φωτοβολταϊκών συσκευή που χρησιμοποιεί στρωμάτων ημιαγωγών από χαλκό, ίνδιο, γάλλιο, Σεληνίδιο (CIGS) να απορροφούν το φως του ήλιου και το μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια. Αν και CIGS ηλιακά κύτταρα θεωρούνται να είναι στα πρώτα στάδια της μεγάλης κλίμακας εμπορευματοποίησης, μπορούν να παραχθούν χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που έχει τη δυνατότητα να μειώσουν το κόστος παραγωγής φωτοβολταϊκών διατάξεων. Όπως η απόδοση, ομοιομορφία και αξιοπιστία των προϊόντων CIGS βελτίωση, η τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να επεκτείνει σημαντικά το μερίδιο αγοράς και μπορεί τελικά να γίνει μια «ρηξικέλευθο» τεχνολογία. Επιπλέον, λαμβάνοντας υπόψη τους κινδύνους από το κάδμιο εξόρυξη και χρήση τους, CIGS ηλιακά κύτταρα προσφέρουν λιγότερες υγείας και περιβάλλοντος από το κάδμιο telluride ηλιακά κύτταρα με τα οποία μπορούν να ανταγωνιστούν.
CIGS ηλιακά κύτταρα διαθέτουν μια λεπτή ταινία Σεληνίδιο ίνδιο χαλκού και χαλκού, γάλλιο, Σεληνίδιο και ίχνος ποσότητα νατρίου. Ότι ταινιών CIGS ενεργεί ως μια άμεση bandgap ημιαγωγών και σχηματίζει ένα heterojunction, όπως η bandgaps των δύο διαφορετικών υλικών είναι άνισες. Το κελί λεπτής είναι επικάθονται πάνω στο υπόστρωμα, όπως νάτριο-άσβεστο γυαλί, μέταλλο ή ένα φιλμ πολυαμιδίου, να σχηματίσουν της πίσω επιφάνειας επαφής. Εάν ένα μη αγώγιμο υλικό επιλέγεται για το υπόστρωμα, ένα μέταλλο όπως το molybdenumis χρησιμοποιείται ως αγωγός. Μπροστινή επιφάνεια επαφής πρέπει να είναι σε θέση να διεξάγει ηλεκτρικής ενέργειας και είναι διαφανές και να επιτρέπει στο φως να φθάσει στο κελί. Υλικά όπως το ίνδιο την ενισχυμένα οξείδιο του ψευδαργύρου, οξείδιο ή, πιο πρόσφατα, προηγμένα οργανικά ταινίες βασισμένες στα νανο-μηχανικής άνθρακα χρησιμοποιούνται για να παρέχουν την ωμική επαφή.
Τα κύτταρα έχουν σχεδιαστεί έτσι ώστε φως εισέρχεται μέσα από το διαφανές μπροστινό ωμική επαφή και απορροφάται από το στρώμα CIGS. Εκεί σχηματίζονται ζεύγη ηλεκτρονίων-τρύπα. Μια «περιοχή εξάντληση» σχηματίζεται κατά την heterojunction των υλικών της επιφάνειας του κυττάρου CIGS κάδμιο-ενισχυμένα n και p τύπου. Που διαχωρίζει τα ηλεκτρόνια από τις οπές και να τους επιτρέπει να παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα (Δείτε επίσης: ηλιακών κυττάρων). Το 2014, εργαστηριακά πειράματα που παράγεται ένα ρεκόρ απόδοσης 23,2 τοις εκατό από ένα κύτταρο CIGS με μια τροποποιημένη δομή της επιφάνειας. Ωστόσο, η εμπορική CIGS κύτταρα έχουν χαμηλότερους βαθμούς απόδοσης, με περισσότερες ενότητες επίτευξη περίπου 14 τοις εκατό μετατροπής.
Κατά τη διαδικασία παρασκευής, η απόθεση των ταινιών CIGS επάνω σε ένα υπόστρωμα γίνεται συχνά σε ένα κενό, χρησιμοποιώντας είτε ένα εξαερούμενων καυσίμων ή μια διαδικασία sputtering. Χαλκού, γάλλιο και ίνδιο είναι κατατίθενται με τη σειρά και ανόπτηση με σεληνιούχο ατμό, με αποτέλεσμα η τελική δομή CIGS. Απόθεση μπορεί να γίνει χωρίς ένα κενό, χρήση νανοσωματιδίων ή ηλεκτρολυτικής, αν και αυτές οι τεχνικές απαιτούν περισσότερη ανάπτυξη να είναι οικονομικά αποδοτική σε μια μεγάλης κλίμακας. Αναπτύσσονται νέες προσεγγίσεις που προσομοιάζουν περισσότερο με τεχνολογίες εκτύπωσης από παραδοσιακές πυριτίου ηλιακής-κυττάρων κατασκευής. Σε μία διεργασία, έναν εκτυπωτή γεννά σταγονίδια του ημιαγωγού μελάνι επάνω σε ένα φύλλο αλουμινίου. Μια μεταγενέστερη εκτύπωσης διαδικασία καταθέσεις πρόσθετα στρώματα και το μπροστινό μέρος επαφή στην κορυφή του ότι στρώμα? το πλέγμα κόβεται στη συνέχεια σε φύλλα.
CIGS ηλιακά κύτταρα μπορούν να κατασκευαστούν σε εύκαμπτα υποστρώματα, γεγονός που τα καθιστά κατάλληλο για μια ποικιλία εφαρμογών για τις οποίες τρέχουσα κρυσταλλικά φωτοβολταϊκά και άλλα άκαμπτα προϊόντα δεν είναι κατάλληλα. Για παράδειγμα, ευέλικτο CIGS ηλιακά κύτταρα δίνουν αρχιτέκτονες μεγαλύτερη γκάμα δυνατοτήτων σε στυλ και σχεδίασης. CIGS ηλιακά κύτταρα είναι επίσης ένα μέρος του βάρους του κύτταρα πυριτίου και μπορούν να κατασκευαστούν χωρίς γυαλί να συντρίψει το ανθεκτικό. Αυτοί μπορεί να ενσωματωθεί σε οχήματα, όπως ρυμουλκούμενα τρακτέρ, αεροπλάνα και αυτοκίνητα, όπως το χαμηλό προφίλ τους ελαχιστοποιεί την αντίσταση του αέρα και δεν προσθέτουν σημαντική βαρύτητα.