Izvor: britannica.com
CIGS solarna ćelija, u punoj solarni ćeliji bakar indij galij selenid, tankoslojni fotonaponski uređaj koji koristi poluvodičke slojeve bakar indij galij selenid (CIGS) da apsorbuje sunčevu svjetlost i pretvori je u električnu energiju. Iako se CIGS solarne ćelije smatraju ranim fazama komercijalizacije velikih razmjera, mogu se proizvesti korištenjem procesa koji ima potencijal da smanji troškove proizvodnje fotonaponskih uređaja. Kako se performanse, ujednačenost i pouzdanost CIGS proizvoda poboljšavaju, tehnologija ima potencijal da značajno proširi svoj tržišni udio i na kraju može postati „disruptivna“ tehnologija. Osim toga, s obzirom na opasnost od ekstrakcije i upotrebe kadmija, CIGS solarne ćelije nude manje zdravstvenih i ekoloških problema nego solarne ćelije od kadmij telurida s kojima se natječu.
CIGS solarne ćelije imaju tanki film bakar indij selenida i bakar galij selenid i tragovi natrija. Taj CIGS film djeluje kao direktni poluprovodnik pojasnog raspona i formira heterekciju, budući da su pojasi između dva različita materijala nejednaki. Ćelija tankog filma se nanosi na podlogu, kao što je soda-vapneno staklo, metal ili poliamidni film, kako bi se stvorio kontakt sa zadnjom površinom. Ako se za podlogu odabere nevodljivi materijal, kao provodnik se koristi metal kao što je molibden. Kontakt prednje površine mora biti u stanju provoditi električnu energiju i biti proziran kako bi svjetlost doprla do ćelije. Materijali kao što su indijum-oksid oksid, dopirani cink-oksid, ili, u novije vrijeme, napredni organski filmovi na bazi nano-projektovanog ugljika se koriste da se osigura taj omski kontakt.
Ćelije su projektovane tako da svetlost ulazi kroz prozirni prednji ohmski kontakt i apsorbuje se u CIGS sloj. Formiraju se parovi elektron-šupljina. Na području heterospekcije materijala p- i n-tipa na površini CIGS ćelije dopirane sa kadmijem formira se “područje osiromašenja”. To razdvaja elektrone od rupa i omogućava im da generišu električnu struju (vidi i solarna ćelija). U 2014. godini, laboratorijski eksperimenti su proizveli rekordnu efikasnost od 23,2% od strane CIGS ćelije sa modificiranom strukturom površine. Međutim, komercijalne CIGS ćelije imaju manju efikasnost, pri čemu većina modula postiže konverziju od oko 14%.
Tokom procesa proizvodnje, taloženje CIGS filmova na podlogu se često vrši u vakuumu, koristeći ili proces isparavanja ili prskanja. Bakar, galijum i indijum se talože redom i žare sa parom selenida, što dovodi do konačne CIGS strukture. Depozicija se može obaviti bez vakuuma, koristeći nanočestice ili galvanizaciju, iako te tehnike zahtijevaju veći razvoj kako bi bile ekonomski efikasne na velikoj skali. Razvijaju se novi pristupi koji su sličniji tehnologijama štampanja nego tradicionalna proizvodnja silikonskih solarnih ćelija. U jednom procesu, štampač postavlja kapljice poluprovodničkog mastila na aluminijumsku foliju. Naknadni proces štampanja nanosi dodatne slojeve i prednji kontakt na vrh tog sloja; folija se zatim reže na ploče.
CIGS solarne ćelije mogu biti proizvedene na fleksibilnim podlogama, što ih čini pogodnim za razne primjene za koje trenutne kristalne fotonaponske i druge krute proizvode nisu prikladne. Na primjer, fleksibilne CIGS solarne ćelije daju arhitektima veći raspon mogućnosti u oblikovanju i dizajnu. CIGS solarne ćelije su takođe deo težine silicijumskih ćelija i mogu se proizvesti bez stakla koje je otporno na lomljenje. Mogu se integrisati u vozila kao što su traktorske prikolice, avioni i automobili, jer njihov nizak profil smanjuje otpor vazduha i ne dodaju značajnu težinu.
