Koperindiumdiselenide (CuInSe2, of CIS) is een polykristallijn dunnefilm-fotovoltaïsch materiaal dat soms zwavel en/of gallium (CIGS) bevat. Vanwege de gunstige elektrische en optische eigenschappen wordt de CuInSe2-dunnefilmtechnologie al sinds de ontwikkeling ervan als veelbelovend beschouwd voor zonnecellen. Later werd ontdekt dat de bandgap kon worden verhoogd van ongeveer 1.04 elektronvolt (eV) voor CIS-films tot ongeveer 1.68 eV voor kopergalliumdiselenide (CGS)-films door indium (In) te vervangen door gallium (Ga). Ga is gedeeltelijk vervangen door In om optimale apparaten te bouwen, wat heeft geleid tot een aanzienlijke verbetering van de algehele efficiëntie en een meer ideale bandgap. Koperindiumgalliumdiselenide [CuInSe2, of CIS]-zonnecellen worden ook wel CIGS-zonnecellen genoemd.
Wat zijn de voordelen van koper-indium-diselenide?
De voordelen van CuInSe2 zijn:
- Hoge absorptie: Dit materiaal met directe bandgap heeft de hoogste efficiëntie van alle dunnefilmtechnologieën, omdat het een groot percentage van het zonnespectrum kan absorberen.
- Tandemontwerp: Tandem CIGS-apparaten zijn mogelijk met een configureerbare bandgap.
- Beschermende bufferlaag: Films met korrelgroottes kleiner dan 1 micrometer kunnen worden gebruikt bij de productie van apparaten, omdat de korrelgrenzen een intrinsieke bufferlaag vormen die oppervlakterecombinatie voorkomt.
Absoluut lezen: Wat is cadmium?
Wat is de productietechniek van koper-indium-diselenide?
In de jaren 1980 werden twee van de goedkope depositietechnieken gecreëerd die resulteerden in de hoogste apparaat- en module-efficiënties. Deze benaderingen zijn:
- Co-evaporatie omvat opnieuw afzetten van precursorcomponenten op een verwarmd substraat, nadat ze in een hoog vacuümomgeving hebben kunnen sublimeren.
- Voorloperreactieprocessen, waarbij een van een aantal technieken, waaronder sputteren of galvaniserenIs gebruikt om een voorloper af te zetten die Cu en In/Ga omvat bij een lage temperatuur. Daarna worden CIGS-films gecreëerd door reactief gloeien in een Se-verbinding, zoals waterstofselenide (H2Se) of gasvormig selenium (Se). Dit wordt ook vaak aangeduid als tweetrapsdepositie; een drietrapsdepositievariant van deze techniek wordt ook vaak gebruikt.
