Lähde: britannica.com
CIGS-aurinkokenno, täysi kupari-indium-gallium-selenidi-aurinkokenno, ohutkalvo-aurinkokennolaite, joka käyttää puolijohdekerroksia kupari-indiumgallium-selenidistä (CIGS) auringonvalon absorboimiseksi ja muuttamiseksi sähköksi. Vaikka CIGS-aurinkokennoja pidetään laajamittaisen kaupallistamisen alkuvaiheissa, niitä voidaan valmistaa käyttämällä prosessia, jolla on mahdollisuus vähentää aurinkosähkölaitteiden valmistuskustannuksia. Koska CIGS-tuotteiden suorituskyky, yhtenäisyys ja luotettavuus paranevat, teknologialla on mahdollisuus laajentaa markkinaosuuttaan merkittävästi ja siitä voi tulla lopulta "häiritsevä" teknologia. Lisäksi, kun otetaan huomioon kadmiumin uuttamisen ja käytön vaarat, CIGS-aurinkokennot tarjoavat vähemmän terveyttä ja ympäristöä koskevia huolenaiheita kuin kadmium-telluridi-aurinkokennot, joiden kanssa ne kilpailevat.
CIGS-aurinkokennoissa on ohut kalvo kupari-indium-selenidistä ja kupari-galliumselenidistä ja hivenen natriumia. Tämä CIGS-elokuva toimii suorana bandgap-puolijohteena ja muodostaa heterojunktion, koska kahden eri materiaalin bandgapsit ovat epätasaisia. Ohutkalvokenno kerrostetaan substraatille, kuten soodakalvolle, metallille tai polyamidikalvolle, takapinnan kosketuksen muodostamiseksi. Jos substraatille valitaan ei-johtava materiaali, johtimena käytetään metallia, kuten molybdeeniä. Etupinnan kosketuksen on voitava johtaa sähköä ja olla läpinäkyvä, jotta valo pääsee soluun. Materiaaleja, kuten indiumtinaoksidia, seostettua sinkkioksidia tai äskettäin kehittyneitä, nanoteknologiaan pohjautuvia orgaanisia kalvoja, käytetään tämän ohmisen kosketuksen aikaansaamiseen.
Solut on suunniteltu siten, että valo menee läpinäkyvän etuohmisen kosketuksen läpi ja imeytyy CIGS-kerrokseen. Siellä muodostetaan elektroni-reikäpareja. CIGS-solun kadmium-seostetun pinnan p- ja n-tyyppisten materiaalien hetero- funktiossa muodostuu "tyhjennysalue". Tämä erottaa elektronit rei'istä ja antaa niille mahdollisuuden tuottaa sähkövirtaa (katso myös aurinkokenno). Vuonna 2014 laboratoriokokeet tuottivat ennätystehokkuuden 23,2 prosenttia CIGS-solusta, jonka pintarakenne oli muokattu. Kuitenkin kaupallisilla CIGS-soluilla on pienempi tehokkuus, ja useimmat moduulit saavuttavat noin 14 prosentin muunnoksen.
Valmistusprosessin aikana CIGS-kalvojen kerrostaminen alustalle tehdään usein alipaineessa käyttäen joko haihdutus- tai sputterointimenetelmää. Kupari, gallium ja indium kerrostetaan vuorotellen ja hehkutetaan selenidihöyryllä, jolloin saadaan lopullinen CIGS-rakenne. Saostus voidaan tehdä ilman tyhjiötä, käyttämällä nanohiukkasia tai galvanointia, vaikka nämä tekniikat vaativat enemmän kehitystä taloudellisesti tehokkaiksi suuressa mittakaavassa. Uusia lähestymistapoja kehitetään, jotka ovat samankaltaisempia kuin painotekniikat kuin perinteinen pii-aurinkokennojen valmistus. Yhdessä prosessissa tulostin asettaa puolijohtavan musteen pisaroita alumiinifolioon. Seuraava painoprosessi tallentaa ylimääräisiä kerroksia ja etukontaktin mainitun kerroksen päälle; folio leikataan sitten levyiksi.
CIGS-aurinkokennot voidaan valmistaa joustavilla alustoilla, mikä tekee niistä sopivia useisiin sovelluksiin, joissa nykyiset kiteiset aurinkosähkö- ja muut jäykät tuotteet eivät ole sopivia. Esimerkiksi joustavat CIGS-aurinkokennot antavat arkkitehdille enemmän mahdollisuuksia muotoiluun ja muotoiluun. CIGS-aurinkokennot ovat myös murto-osa piikennojen painosta, ja ne voidaan valmistaa ilman lasia murtumiskestäviksi. Ne voidaan integroida ajoneuvoihin, kuten traktorin perävaunuihin, lentokoneisiin ja autoihin, koska niiden alhainen profiili minimoi ilmanvastuksen ja ne eivät lisää merkittävää painoa.
