Kilde: britannica.com
CIGS solcelle, i fuld kobber indium gallium selenid solcelle, tyndfilm fotovoltaisk enhed, der bruger halvleder lag af kobber indium gallium selenide (CIGS) til at absorbere sollys og konvertere det til elektricitet. Selv om CIGS solceller anses for at være i de tidlige stadier af storskala kommercialisering, kan de fremstilles ved hjælp af en proces, der har potentiale til at reducere omkostningerne ved produktion af solcelleanordninger. Da præstationen, ensartethed og pålidelighed af CIGS-produkter forbedres, har teknologien potentialet til at udvide sin markedsandel betydeligt og kan efterhånden blive en "forstyrrende" teknologi. I betragtning af farerne ved cadmiumudvinding og -brug giver CIGS-solceller desuden færre sundheds- og miljømæssige problemer end cadmium tellurid-solcellerne, som de konkurrerer om.
CIGS solceller har en tynd film af kobberindium selenid og kobber gallium selenid og et spor af natrium. Den CIGS film fungerer som en direkte bandgap halvleder og danner en heterojunction, da båndgapene i de to forskellige materialer er ulige. Tyndfilmcellen deponeres på et substrat, såsom sodavimglas, metal eller en polyamidfilm til dannelse af den bageste overfladekontakt. Hvis et ikke-ledende materiale vælges til substratet, anvendes et metal, såsom molybdæn, som en leder. Den forreste overfladekontakt skal være i stand til at føre strøm og være gennemsigtig for at lade lyset nå frem til cellen. Materialer som indiumtinoxid, doteret zinkoxid eller nyere biologiske film baseret på nanomotoriseret carbon anvendes til at tilvejebringe den ohmske kontakt.
Cellerne er udformet således, at lyset kommer igennem den gennemsigtige forside-ohmiske kontakt og absorberes i CIGS-laget. Der dannes elektron-hulpar. Et "udtømningsområde" dannes ved heterojunktionen af p- og n-typen af den cadmiumdoterede overflade af CIGS-cellen. Det adskiller elektronerne fra hullerne og giver dem mulighed for at generere en elektrisk strøm (se også solcelle). I 2014 producerede laboratorieforsøg en rekordeffektivitet på 23,2 procent af en CIGS-celle med en modificeret overfladestruktur. Men kommercielle CIGS-celler har lavere effektivitet, med de fleste moduler, der opnår omkring 14 procent konvertering.
Under fremstillingsprocessen udføres depositionen af CIGS-film på et substrat ofte i et vakuum under anvendelse af enten en fordampnings- eller sputteringproces. Kobber, gallium og indium deponeres i sin tur og anneales med en selenid-damp, hvilket resulterer i den endelige CIGS-struktur. Deponering kan ske uden støvsugning ved hjælp af nanopartikler eller galvanisering, selvom disse teknikker kræver, at mere udvikling skal være økonomisk effektiv i stor skala. Nye tilgange udvikles, der ligner mere trykningsteknologier end traditionel silicium solcellefabrikation. I en proces lægger en printer dråber af halvledende blæk på en aluminiumsfolie. En efterfølgende udskriftsproces indfører yderligere lag og den forreste kontakt oven på dette lag; Folien skæres derefter i ark.
CIGS solceller kan fremstilles på fleksible underlag, hvilket gør dem velegnede til en række anvendelser, hvor nuværende krystallinske solceller og andre stive produkter ikke er egnede. For eksempel giver fleksible CIGS solceller arkitekter et større udvalg af muligheder inden for styling og design. CIGS solceller er også en brøkdel af vægten af siliciumceller og kan fremstilles uden glas for at være slidstyrke. De kan integreres i køretøjer som traktorhængere, fly og biler, da deres lave profil minimerer luftmotstanden, og de tilføjer ikke betydelig vægt.
