Fonte: britannica.com
Cella solare CIGS, in cella solare seleniuro di rame indio gallio, dispositivo fotovoltaico a film sottile che utilizza strati di semiconduttori di seleniuro di rame indio gallio (CIGS) assorbono la luce solare e convertirla in energia elettrica. Anche se celle solari CIGS sono considerate nelle prime fasi di commercializzazione su larga scala, possono essere prodotti mediante un processo che ha il potenziale per ridurre i costi di produzione di dispositivi fotovoltaici. Come migliorare le prestazioni, uniformità e affidabilità dei prodotti CIGS, la tecnologia ha il potenziale di espandere significativamente la propria quota di mercato e può finalmente diventare una tecnologia "dirompente". Inoltre, dato i pericoli di cadmio estrazione e uso, celle solari CIGS offrono meno salute e preoccupazioni ambientali che il cadmio telluride celle solari con cui competono.
Celle solari CIGS sono dotate di una sottile pellicola di seleniuro di rame indio e seleniuro di gallio rame e una quantità in tracce di sodio. Che film CIGS agisce come un semiconduttore bandgap diretto e forma un'eterogiunzione, come il bandgaps dei due diversi materiali sono disuguali. Le celle a film sottile sono depositata su un substrato, come un film di poliammide, per formare la superficie di contatto posteriore, metallo o vetro a calce sodata. Se un materiale non conduttivo è scelto per il substrato, un metallo come molybdenumis usato come un direttore d'orchestra. La superficie di contatto frontale deve essere in grado di condurre elettricità e di essere trasparente per permettere alla luce di raggiungere la cella. Materiali come Indio ossido, ossido di zinco drogato, di stagno o, più recentemente, pellicole organiche avanzate basate sul carbonio nano-ingegnerizzato vengono utilizzati per fornire quel contatto ohmico.
Le cellule sono progettate affinché la luce entra attraverso il contatto ohmico anteriore trasparente e viene assorbito nello strato CIGS. Ci si formano coppie elettrone-lacuna. Una "regione di svuotamento" si forma a eterogiunzione dei materiali della superficie della cella CIGS cadmio-drogati p - e n-type. Che separa gli elettroni dai fori e permette loro di generare una corrente elettrica (Vedi anche celle solari). Nel 2014, esperimenti di laboratorio produsse un record di efficienza del 23,2% da una cella CIGS modificate nella struttura superficiale. Tuttavia, celle CIGS commerciali hanno efficienze inferiore, con la maggior parte dei moduli raggiungendo circa il 14 per cento conversione.
Durante il processo di fabbricazione, la deposizione di film CIGS su un substrato avviene frequentemente in un vuoto, utilizzando un evaporativo o un processo per sputtering. Rame, gallio e Indio sono depositati a sua volta e ricotto con un vapore di seleniuro, conseguente la struttura definitiva di CIGS. Deposizione può essere fatto senza un vuoto, usando nanoparticelle o elettrolitica, anche se tali tecniche richiedono uno sviluppo più di essere economicamente efficiente a larga scala. Nuovi approcci sono in fase di sviluppo che sono più simile a tecnologie di stampa di fabbricazione di solare-cella di silicio tradizionali. In un processo, una stampante dispone di goccioline di semiconduttore inchiostro su un foglio di alluminio. Una stampa processo depositi ulteriori strati successivi e la parte anteriore di più contattare strato; la pellicola viene poi tagliata in fogli.
Celle solari CIGS possono essere realizzate su substrati flessibili, che li rende adatti per una varietà di applicazioni per cui la corrente fotovoltaica cristallina e altri prodotti rigidi non sono adatti. Ad esempio, flessibile celle solari CIGS dare architetti una gamma più ampia di possibilità di styling e design. Celle solari CIGS sono anche una frazione del peso delle celle al silicio e possono essere fabbricate senza vetro frantumare-resistente. Possono essere integrati in veicoli come rimorchio per trattore, aerei e automobili, come loro basso profilo riduce al minimo la resistenza dell'aria e non aggiungono peso significativo.
