منبع: britannica.com
سلول خورشیدی CIGS، سلول خورشیدی گالیم سلنیوم کامل، مادون قرمز سلول خورشیدی، دستگاه فتوولتائیک نازک، که از لايه های نیمه هادی گالیم سدیم مس (CIGS) برای جذب نور خورشید و تبدیل آن به برق استفاده می کند. گرچه سلولهای خورشیدی CIGS در مراحل اولیه تجاری سازی بزرگ در نظر گرفته می شوند، آنها می توانند با استفاده از یک فرایند تولید شوند که می تواند هزینه تولید دستگاه های فتوولتائیک را کاهش دهد. به عنوان عملکرد، یکپارچگی و قابلیت اطمینان محصولات CIGS بهبود می یابد، این فن آوری می تواند به طور قابل توجهی سهم بازار خود را گسترش دهد و در نهایت ممکن است به یک تکنولوژی "مخرب" تبدیل شود. علاوه بر این، با توجه به خطرات استخراج و استفاده از کادمیم، سلولهای خورشیدی CIGS نسبت به سلولهای خورشیدی تلورید کادمیوم که با آنها رقابت می کنند، دشواری های بهداشتی و زیست محیطی را کاهش می دهند.
سلولهای خورشیدی CIGS دارای یک فیلم نازک از سلنید اندیمسیوم مس و سلناید گالیم مس و مقدار ردیابی سدیم است. این فیلم CIGS به عنوان یک نیمه هادی مستقیم باند گرا عمل می کند و یک ناهمگونی را تشکیل می دهد، زیرا نوارهای دو ماده متفاوت نابرابر هستند. سلول نازک فیلم روی یک بستر، مانند شیشه ی سدیم لیمو، فلز یا پلی آمید، به منظور ایجاد تماس با سطح پشتی قرار می گیرد. اگر یک ماده غیر هدایت کننده برای بستر انتخاب شود، یک فلز مانند مولیبدنیم به عنوان یک هادی استفاده می شود. تماس سطح جلو باید قادر به انجام الکتریکی و شفاف باشد تا بتوان نور را به سلول منتقل کرد. مواد تشکیل دهنده مانند اکسید تیتانیوم، اکسید روی و یا اخیرا، فیلمهای آلی پیشرفته مبتنی بر کربن نانو طراحی شده برای ارائه تماس اویمیک استفاده می شود.
سلول ها به طوری طراحی شده اند که نور از طریق تماس آهنی شفاف عبور می کند و به لایه CIGS جذب می شود. وجود جفت الکترون-سوراخ شکل می گیرد. "ناحیه تخلیه" در حالت تناوبی مواد p- و n-type از سطح کادمیوم تکثیر سلول CIGS تشکیل شده است. این الکترون الکترونها را از سوراخ جدا می کند و به آنها اجازه می دهد جریان الکتریسیته تولید کنند (همچنین سلول خورشیدی را نیز ببینید). در سال 2014، آزمایش های آزمایشگاهی یک ضریب کارایی 23.2 درصد توسط یک سلول CIGS با ساختار سطح اصلاح شده تولید کرد. با این حال، سلول های تجاری CIGS دارای کارایی پایین تر هستند، بیشتر ماژول ها در حدود 14 درصد تبدیل می شوند.
در طول فرایند تولید، فیلم های CIGS روی یک بستر اغلب در یک خلاء با استفاده از فرآیند تبخیر یا پر شدن، انجام می شود. مس، گالیم و انیدوم به نوبه خود و با یک بخار سلنید گرم می شوند و منجر به ساختار نهایی CIGS می شود. رسوب گذاری می تواند بدون خلاء، با استفاده از نانوذرات و یا آبکاری انجام شود، هرچند این تکنیک ها نیاز به توسعه بیشتری دارند تا از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشند. روشی نوین در حال توسعه است که بیشتر شبیه به فن آوری چاپ از سیلیکون ساخت سلول های خورشیدی سنتی است. در یک فرآیند، یک چاپگر قطرات جوهر نیمه هادی را بر روی یک فویل آلومینیومی قرار می دهد. یک فرآیند چاپ بعدی، لایه های اضافی و تماس جلویی را در بالای آن لایه قرار می دهد. فویل سپس به ورق برش داده می شود.
سلول های خورشیدی CIGS را می توان بر روی زیربناهای انعطاف پذیر تولید کرد، که آنها را برای انواع برنامه های کاربردی مورد استفاده قرار می دهد که برای فتوولتائیک کریستال و دیگر محصولات سفت و سخت مناسب نیستند. به عنوان مثال، سلولهای خورشیدی CIGS انعطاف پذیر، معماران را قادر می سازند تا از ظاهر و طراحی بیشتر استفاده کنند. سلول های خورشیدی CIGS نیز جزء وزن سلول های سیلیکونی هستند و می توانند بدون شیشه ای مقاوم در برابر انفجار تولید شوند. آنها می توانند در وسایل نقلیه مانند تریلر تراکتور، هواپیما و اتومبیل ادغام شوند، زیرا مشخصات پایین آنها مقاومت هوا را کم می کند و وزن قابل توجهی را اضافه نمی کنند.
