Sumber: britannica.com
Sel surya CIGS, dalam sel surya penuh tembaga indium gallium selenide, perangkat fotovoltaik film tipis yang menggunakan lapisan semikonduktor tembaga indium gallium selenide (CIGS) untuk menyerap sinar matahari dan mengubahnya menjadi listrik. Meskipun sel surya CIGS dianggap berada pada tahap awal komersialisasi skala besar, mereka dapat diproduksi dengan menggunakan proses yang berpotensi mengurangi biaya pembuatan perangkat fotovoltaik. Seiring kinerja, keseragaman, dan keandalan produk CIGS meningkat, teknologi ini memiliki potensi untuk memperluas pangsa pasarnya secara signifikan dan pada akhirnya dapat menjadi teknologi yang "mengganggu". Selain itu, mengingat bahaya ekstraksi dan penggunaan kadmium, sel surya CIGS menawarkan lebih sedikit masalah kesehatan dan lingkungan daripada sel surya kadmium telluride yang dengannya mereka bersaing.
Sel surya CIGS menampilkan film tipis tembaga indium selenide dan copper gallium selenide dan sejumlah kecil natrium. Bahwa film CIGS bertindak sebagai semikonduktor bandgap langsung dan membentuk hetero fungsi, karena celah pita dari dua bahan yang berbeda tidak sama. Sel film tipis diendapkan pada substrat, seperti gelas soda-kapur, logam, atau film poliamida, untuk membentuk kontak permukaan belakang. Jika bahan nonconductive dipilih untuk substrat, logam seperti molibdenumis digunakan sebagai konduktor. Kontak permukaan depan harus mampu menghantarkan listrik dan transparan untuk memungkinkan cahaya mencapai sel. Bahan-bahan seperti indium tin oxide, doped zinc oxide, atau, baru-baru ini, film organik canggih berdasarkan karbon yang direkayasa nano digunakan untuk menyediakan kontak ohmik itu.
Sel-sel dirancang sedemikian rupa sehingga cahaya masuk melalui kontak ohmik depan transparan dan diserap ke dalam lapisan CIGS. Di sana pasangan lubang elektron terbentuk. "Daerah penipisan" terbentuk pada heterobungsi dari bahan tipe-p dan n pada permukaan yang didoping cadmium sel CIGS. Itu memisahkan elektron dari lubang dan memungkinkan mereka untuk menghasilkan arus listrik (lihat juga sel surya). Pada 2014, percobaan laboratorium menghasilkan efisiensi rekor 23,2 persen oleh sel CIGS dengan struktur permukaan yang dimodifikasi. Namun, sel CIGS komersial memiliki efisiensi yang lebih rendah, dengan sebagian besar modul mencapai sekitar 14 persen konversi.
Selama proses pembuatan, pengendapan film CIGS ke substrat sering dilakukan dalam ruang hampa, baik menggunakan proses penguapan atau sputtering. Tembaga, galium, dan indium diendapkan pada gilirannya dan dianil dengan uap selenide, menghasilkan struktur CIGS akhir. Pengendapan dapat dilakukan tanpa ruang hampa, menggunakan nanopartikel atau elektroplating, meskipun teknik-teknik tersebut membutuhkan lebih banyak pengembangan agar efisien secara ekonomi pada skala besar. Pendekatan baru sedang dikembangkan yang lebih mirip dengan teknologi pencetakan daripada fabrikasi sel surya silikon tradisional. Dalam satu proses, printer meletakkan tetesan tinta semikonduktor ke kertas aluminium. Proses pencetakan berikutnya menyimpan lapisan tambahan dan kontak depan di atas lapisan itu; foil kemudian dipotong menjadi lembaran.
Sel surya CIGS dapat dibuat pada substrat fleksibel, yang membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi yang fotovoltaik kristal saat ini dan produk kaku lainnya tidak cocok. Sebagai contoh, sel surya CIGS yang fleksibel memberikan arsitek berbagai kemungkinan dalam penataan dan desain. Sel surya CIGS juga merupakan sebagian kecil dari berat sel silikon dan dapat diproduksi tanpa kaca agar tahan pecah. Mereka dapat diintegrasikan ke dalam kendaraan seperti trailer traktor, pesawat terbang, dan mobil, karena profil rendah mereka meminimalkan hambatan udara dan mereka tidak menambah bobot yang signifikan.