Източник: britannica.com
Слънчева клетка CIGS, в слънчева клетка от меден индиев галиев селенид, тънкослойно фотоволтаично устройство, което използва полупроводникови слоеве от меден индиев галиев селенид (CIGS), за да абсорбира слънчевата светлина и да я преобразува в електричество. Въпреки че слънчевите клетки CIGS се считат за начални етапи на широкомащабна комерсиализация, те могат да бъдат произведени чрез използване на процес, който има потенциал да намали разходите за производство на фотоволтаични устройства. Тъй като производителността, еднородността и надеждността на продуктите на CIGS се подобряват, технологията има потенциал да разшири значително пазарния си дял и в крайна сметка може да се превърне в „разрушителна“ технология. Освен това, предвид опасностите от извличането и използването на кадмий, слънчевите клетки на CIGS предлагат по-малко опасения за здравето и околната среда, отколкото соларните клетки на кадмиевия телурид, с които се конкурират.
Соларните клетки на CIGS имат тънък слой меден индиев селенид и меден галиев селенид и малко количество натрий. Този филм на CIGS действа като директен полупроводник с лентов обхват и образува хетеропереход, тъй като обхватите на двете различни материали са неравномерни. Тънкослойната клетка се отлага върху субстрат, като натриево стъкло, метал или полиамиден филм, за да се образува контакт на задната повърхност. Ако за субстрата е избран непроводим материал, като проводник се използва метал като молибден. Контактът от предната повърхност трябва да може да провежда електричество и да е прозрачен, за да може светлината да достигне клетката. За осигуряване на омичен контакт се използват материали като индиев оксид, легиран цинков оксид или, напоследък, напреднали органични филми на основата на нано-инженерни въглерод.
Клетките са проектирани така, че светлината влиза през прозрачния преден омичен контакт и се абсорбира в CIGS слоя. Образуват се двойки от електронни дупки. При хетероперехода на p- и n-тип материали на повърхността на легираната с кадмий на CIGS клетката се образува „изтощена област“. Това отделя електроните от дупките и им позволява да генерират електрически ток (виж също соларната клетка). През 2014 г. лабораторните експерименти показаха 23,2% рекордна ефективност от CIGS клетка с модифицирана повърхностна структура. Въпреки това, търговските CIGS клетки имат по-ниска ефективност, като повечето модули достигат около 14% конверсия.
По време на производствения процес отлагането на CIGS филми върху субстрат често се извършва във вакуум, използвайки или процес на изпаряване, или разпрашаване. Мед, галий и индий се отлагат на свой ред и се отгряват със селенидни пари, което води до крайната структура на CIGS. Отлагането може да се извърши без вакуум, като се използват наночастици или галванично покритие, въпреки че тези техники изискват повече развитие, за да бъдат икономически ефективни в голям мащаб. Разработват се нови подходи, които са по-сходни с технологиите за печат, отколкото традиционното производство на силициеви слънчеви клетки. В един процес принтерът поставя капчици полупроводниково мастило върху алуминиево фолио. Последващ процес на отпечатване отлага допълнителни слоеве и предния контакт отгоре на този слой; фолиото се нарязва на листа.
Соларните клетки CIGS могат да бъдат произведени на гъвкави основи, което ги прави подходящи за различни приложения, за които настоящите кристални фотоволтаици и други твърди продукти не са подходящи. Например гъвкавите слънчеви клетки CIGS дават на архитектите по-широк спектър от възможности за оформяне и дизайн. Соларните клетки на CIGS също са част от теглото на силициевите клетки и могат да бъдат произведени без стъклото да бъде устойчиво на счупване. Те могат да бъдат интегрирани в превозни средства като тракторни ремаркета, самолети и автомобили, тъй като техният нисък профил намалява съпротивлението на въздуха и не добавят значително тегло.
