Šaltinis: britannica.com
CIGS saulės elementas, pilnas vario indžio galio selenido saulės elementas, plonasluoksnis fotovoltinis įtaisas, kuris naudoja puslaidininkinius vario indžio galio selenido (CIGS) sluoksnius, kad sugeria saulės šviesą ir paverstų jį į elektrą. Nors laikoma, kad CIGS saulės elementai yra ankstyvosiose didelio masto komercializacijos stadijose, jie gali būti gaminami naudojant procesą, kuris gali sumažinti fotovoltinių įrenginių gamybos sąnaudas. Kadangi CIGS produktų našumas, vienodumas ir patikimumas pagerėja, technologija gali žymiai padidinti savo rinkos dalį ir galiausiai tapti „trikdančia“ technologija. Be to, atsižvelgiant į kadmio ekstrahavimo ir naudojimo pavojus, CIGS saulės elementai kelia mažiau sveikatos ir aplinkosaugos problemų nei kadmio telurido saulės elementai, su kuriais jie konkuruoja.
CIGS saulės elementuose yra plona vario indžio selenido ir vario galio selenido plėvelė ir natrio kiekis. Šis CIGS filmas veikia kaip tiesioginis bandgap puslaidininkis ir sudaro heterojunkciją, nes dviejų skirtingų medžiagų juostos yra nevienodos. Plonasluoksnė ląstelė yra padėta ant pagrindo, pavyzdžiui, natrio kalkių stiklo, metalo ar poliamido plėvelės, kad susidarytų galinis paviršiaus kontaktas. Jei substratui pasirenkama nekontroliuojama medžiaga, kaip laidininkas naudojamas metalas, pvz., Molibdenas. Priekinio paviršiaus kontaktas turi turėti galimybę valdyti elektros energiją ir būti skaidrus, kad šviesa pasiektų langelį. Tokios ohminės kontaktinės medžiagos naudojamos tokios medžiagos kaip indio alavo oksidas, legiruotas cinko oksidas, arba pastaruoju metu pažangios organinės plėvelės, pagamintos iš nano-inžinerijos.
Ląstelės yra suprojektuotos taip, kad šviesa patektų per permatomą priekinį ohmos kontaktą ir absorbuojama į CIGS sluoksnį. Yra suformuotos elektronų skylės. CIGS ląstelės kadmio legiruoto paviršiaus p- ir n tipo medžiagų heterojunkoje susidaro „išeikvojimo regionas“. Tai atskiria elektronus nuo skylių ir leidžia jiems generuoti elektros srovę (taip pat žr. Saulės elementą). 2014 m. Laboratoriniai eksperimentai CIGS ląstelėje su modifikuota paviršiaus struktūra pasiekė rekordinį 23,2 proc. Efektyvumą. Tačiau komercinės CIGS ląstelės yra mažesnės, o daugelis modulių konvertuoja apie 14 proc.
Gamybos proceso metu CIGS plėvelių nusodinimas ant pagrindo dažnai atliekamas vakuume, naudojant garavimo arba purškimo procesą. Varis, galis ir indiumas yra nuosekliai nusodinami ir sušvelninami selenido garais, todėl galutinė CIGS struktūra. Nusodinimas gali būti atliekamas be vakuumo, naudojant nanodaleles arba galvanizuojant, nors tokie metodai reikalauja didesnio vystymosi, kad būtų ekonomiškai efektyvi didelio masto. Kuriami nauji metodai, labiau panašūs į spausdinimo technologijas nei tradicinis silicio saulės elementų gamyba. Viename procese spausdintuvas ant aliuminio folijos pritvirtina puslaidininkinio rašalo lašelius. Vėlesnis spausdinimo procesas užpildo papildomus sluoksnius ir priekinį kontaktą ant šio sluoksnio; tada folija supjaustoma į lapus.
CIGS saulės elementai gali būti gaminami ant lanksčių pagrindų, todėl jie tinka įvairiems taikymams, kuriems dabartiniai kristaliniai fotovoltiniai elementai ir kiti standūs produktai netinka. Pavyzdžiui, lanksčios CIGS saulės baterijos suteikia architektams daugiau galimybių stiliaus ir dizaino srityse. CIGS saulės elementai taip pat yra silicio ląstelių masės dalis ir gali būti pagaminti be stiklo, kad būtų atsparūs skilimui. Jie gali būti integruoti į transporto priemones, pvz., Traktorių priekabas, lėktuvus ir automobilius, nes jų mažas profilis sumažina oro pasipriešinimą ir nesuteikia didelio svorio.
