Il diseleniuro di rame e indio (CuInSe2, o CIS) è un materiale fotovoltaico a film sottile policristallino che occasionalmente contiene zolfo e/o gallio (CIGS). Grazie alle sue vantaggiose caratteristiche elettriche e ottiche, la tecnologia a film sottile (CuInSe2) è stata considerata promettente per le celle solari sin dal suo primo sviluppo. Successivamente è stato scoperto che il bandgap poteva essere aumentato da circa 1.04 elettronvolt (eV) per i film (CIS) a circa 1.68 eV per i film di diseleniuro di rame e gallio (CGS) sostituendo il gallio (Ga) con l'indio (In). Il Ga è stato parzialmente sostituito con l'In per costruire dispositivi ottimali, il che ha portato a un significativo miglioramento dell'efficienza complessiva e a un bandgap più ideale. Le celle solari in diseleniuro di rame e indio e gallio [CuInSe2, o CIS] sono anche chiamate celle solari CIGS.
Quali sono i vantaggi del diseleniuro di rame e indio?
I vantaggi di CuInSe2 sono:
- Elevato assorbimento: Questo materiale a bandgap diretto ha la migliore efficienza tra tutte le tecnologie a film sottile perché è in grado di assorbire un'ampia percentuale dello spettro solare.
- Progettazione tandem: Sono possibili dispositivi CIGS tandem con un bandgap configurabile.
- Strato tampone protettivo: Nella produzione di dispositivi è possibile impiegare pellicole con grane di dimensioni inferiori a 1 micrometro, poiché i bordi dei grani creano uno strato tampone intrinseco che impedisce la ricombinazione superficiale.
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Qual è la tecnica di produzione del diseleniuro di rame e indio?
Negli anni '1980, sono state create due delle tecniche di deposizione a basso costo che hanno portato alle massime efficienze di dispositivi e moduli. Questi approcci sono:
- La co-evaporazione comporta ridepositare i componenti precursori su un substrato riscaldato dopo averli lasciati sublimare in un ambiente ad alto vuoto.
- Processi di reazione precursore, in cui una delle numerose tecniche, tra cui lo sputtering o galvanica, è utilizzato per depositare un precursore comprendente Cu e In/Ga a bassa temperatura. Dopo di che, i film CIGS vengono creati tramite ricottura reattiva in un composto di Se, come seleniuro di idrogeno (H2Se) o selenio gassoso (Se). Questo è anche spesso definito deposizione a due stadi; una variante di deposizione a tre stadi di questa tecnica è anche frequentemente utilizzata.
