Vir: britannica.com
Sončna celica CIGS, v polni sončni celici bakrov indijski galijev selenid, tankoplastna fotonapetostna naprava, ki uporablja polprevodniške plasti bakrovega indija galijevega selenida (CIGS) za absorpcijo sončne svetlobe in pretvorbo v električno energijo. Čeprav se šteje, da so sončne celice CIGS v zgodnjih fazah komercializacije v velikem obsegu, jih je mogoče proizvajati s postopkom, ki lahko zmanjša stroške proizvodnje fotonapetostnih naprav. Ker se zmogljivost, enotnost in zanesljivost izdelkov CIGS izboljšujejo, lahko tehnologija bistveno poveča svoj tržni delež in sčasoma postane „moteča“ tehnologija. Poleg tega glede na nevarnosti ekstrakcije in uporabe kadmija sončne celice CIGS nudijo manj zdravstvenih in okoljskih vprašanj kot sončne celice s kadmijevim teluridom, s katerimi tekmujejo.
Sončne celice CIGS imajo tanko plast bakrovega indijevega selenida in bakrovega galijevega selenida ter sledove natrija. Ta film CIGS deluje kot neposredni polprevodnik z zaznavanjem pasovne širine in oblikuje hetereunkcijo, saj so pasovi med dvema različnima materialoma neenaki. Celica s tankim filmom se nanese na substrat, kot je soda-apno steklo, kovina ali poliamidna folija, da se oblikuje stik na zadnji strani. Če se za substrat izbere neprevoden material, se kot prevodnik uporabi kovina, kot je molibden. Kontakt s sprednje površine mora biti sposoben voditi elektriko in biti pregleden, da svetloba doseže celico. Materiali, kot so indijev kositrov oksid, dopirani cinkov oksid ali, v zadnjem času, napredni organski filmi na osnovi nano-konstruiranega ogljika se uporabljajo za zagotovitev tega ohmskega stika.
Celice so zasnovane tako, da svetloba vstopa skozi prosojni sprednji ohmski kontakt in se absorbira v sloj CIGS. Oblikujejo se pari elektronskih lukenj. Območje izčrpavanja se tvori na heterovezi materialov p- in n-tipa na površini CIGS celice, dopirane s kadmijem. To ločuje elektrone od lukenj in jim omogoča ustvarjanje električnega toka (glej tudi sončne celice). Leta 2014 so laboratorijski poskusi dosegli rekordno učinkovitost 23,2% s celico CIGS s spremenjeno površinsko strukturo. Vendar pa imajo komercialne celice CIGS manjšo učinkovitost, saj večina modulov doseže približno 14-odstotno pretvorbo.
Med postopkom izdelave je odlaganje CIGS filmov na substrat pogosto izvedeno v vakuumu z uporabo postopka izhlapevanja ali razprševanja. Baker, galij in indij se nato odlagajo in žarijo s parami selenida, kar povzroči končno strukturo CIGS. Nanašanje se lahko izvede brez vakuuma, z uporabo nanodelcev ali galvanizacijo, čeprav te tehnike zahtevajo večjo razvitost, da so ekonomsko učinkovite v velikem obsegu. Razvijajo se novi pristopi, ki so bolj podobni tiskarskim tehnologijam kot tradicionalna izdelava silicijevih sončnih celic. V enem postopku tiskalnik na aluminijasto folijo položi kapljice polprevodniškega črnila. Naslednji postopek tiskanja nalaga dodatne plasti in sprednji kontakt na vrh tega sloja; folijo nato narežemo na liste.
Sončne celice CIGS se lahko izdelujejo na fleksibilnih podlagah, zaradi česar so primerne za različne aplikacije, za katere trenutne kristalne fotovoltaike in drugi togi izdelki niso primerni. Na primer, prilagodljive sončne celice CIGS dajejo arhitektom več možnosti pri oblikovanju in oblikovanju. Sončne celice CIGS so prav tako del teže silicijevih celic in se lahko izdelajo brez stekla, ki bi bilo odporno na lomljenje. Vgrajena so lahko v vozila, kot so traktorske prikolice, letala in avtomobili, saj njihov nizek profil zmanjša zračni upor in ne povzročajo večje teže.
