Zdroj: britannica.com
CIGS solární článek v plné polovině indiového gallium selenidových solárních článků, tenkovrstvové fotovoltaické zařízení, které využívá polovodičové vrstvy indium-gallia-selenid (CIGS) pro absorpci slunečního světla a přeměnu na elektřinu. Přestože jsou solární články CIGS považovány za v počáteční fázi rozsáhlé komercializace, mohou být vyráběny za použití procesu, který má potenciál snížit náklady na výrobu fotovoltaických zařízení. Vzhledem k tomu, že výkon, jednotnost a spolehlivost produktů CIGS se zlepšují, technologie má potenciál významně rozšířit svůj podíl na trhu a nakonec se může stát "rušivou" technologií. Kromě toho, vzhledem k nebezpečí extrakce a použití kadmia, solární články CIGS nabízejí méně zdravotních a ekologických zájmů než sluneční buňky kadmiového telluru, se kterými soutěží.
Solární články CIGS jsou opatřeny tenkým filmem ze selenidu meďnatého indium a selenidem měďnatého gallium a stopovým množstvím sodíku. Tento film CIGS působí jako přímý polovodičový pásmový paprsek a tvoří heterojunkci, protože pásma dvou různých materiálů jsou nerovnoměrné. Tenkovrstvá buňka je nanesena na substrát, jako je sodno-vápenaté sklo, kov nebo polyamidový film, čímž vznikne kontakt zadní plochy. Pokud je pro substrát zvolen nevodivý materiál, použije se jako vodič kov jako molybdenum. Kontakt na přední ploše musí být schopen přenášet elektřinu a být průhledný, aby světlo mohlo dojít k průchodu. Materiály, jako je oxid india cínu, dopovaný oxid zinečnatý nebo nedávno vyvinuté organické filmy založené na nanočinném uhlíku, se používají k zajištění ohmického kontaktu.
Buňky jsou navrženy tak, aby světlo proniklo průhledným ohmickým kontaktem vpřed a bylo absorbováno do vrstvy CIGS. Jsou vytvořeny páry elektron-díry. V heterojunkci materiálů p- a n-typu na povrchu dotovaném kadmiem CIGS buňky vzniká "oblast vyčerpání". To odděluje elektrony od otvorů a umožňuje jim generovat elektrický proud (viz také solární článek). V roce 2014 laboratorní experimenty dosáhly rekordní účinnosti 23,2 procent CIGS buňky s modifikovanou povrchovou strukturou. Avšak komerční CIGS buňky mají nižší efektivitu, přičemž většina modulů dosahuje přibližně 14% konverze.
Během výrobního procesu se depozice filmů CIGS na substrát často provádí ve vakuu za použití buď odpařovacího nebo rozprašovacího procesu. Měď, galia a indium se nasycují a žíhají se selenidovými parami, což vede ke konečné struktuře CIGS. Deposition může být dělán bez vakua, používat nanočástice nebo galvanické pokovování, ačkoli tyto techniky vyžadují větší vývoj být ekonomicky efektivní ve velkém měřítku. Vyvíjejí se nové přístupy, které jsou více podobné tiskové technologii než tradiční výroba silikonových solárních článků. V jednom procesu tiskárna položí kapičky polovodivého inkoustu na hliníkovou fólii. Následný proces tisku ukládá další vrstvy a přední kontakt na vršku této vrstvy; fólie se pak rozřezá na listy.
Solární články CIGS mohou být vyráběny na flexibilních podkladech, což je činí vhodnými pro nejrůznější aplikace, pro které nejsou vhodné současné krystalické fotovoltaiky a jiné pevné výrobky. Například flexibilní solární články CIGS dávají architektům větší škálu možností stylingu a designu. Solární články CIGS jsou také zlomek hmotnosti křemíkových článků a mohou být vyráběny bez skla, aby byly odolné proti rozbití. Mohou být integrovány do vozidel, jako jsou traktorové přívěsy, letadla a automobily, protože jejich nízký profil minimalizuje odpor vzduchu a nepřidávají významnou váhu.
