Ffynhonnell: britannica.com
Celloedd solar CIGS, mewn gell solar indium grymus gallium selenide copr llawn, dyfais ffotofoltäig ffilm tenau sy'n defnyddio haenau lled-ddargludyddion o griw indium gallium selenide (CIGS) i amsugno golau haul a'i droi'n drydan. Er bod celloedd solar CIGS yn cael eu hystyried yng nghamau cynnar masnacheiddio ar raddfa fawr, gellir eu cynhyrchu trwy ddefnyddio proses sydd â'r potensial i leihau cost cynhyrchu dyfeisiau ffotofoltäig. Wrth i berfformiad, unffurfiaeth, a dibynadwyedd cynhyrchion CIGS wella, mae gan y dechnoleg y potensial i ehangu ei gyfran o'r farchnad yn sylweddol a gall ddod yn dechnoleg "aflonyddgar" yn y pen draw. Yn ogystal, o ystyried y peryglon o echdynnu a defnyddio cadmiwm, mae celloedd solar CIGS yn cynnig llai o bryderon iechyd ac amgylcheddol na'r celloedd solar caderni sy'n dweud wrth y cwmnïau y maent yn cystadlu â nhw.
Mae celloedd solar CIGS yn cynnwys ffilm denau o selenid indium copr a chopi gallium selenide a swm traws o sodiwm. Mae ffilm CIGS yn gweithredu fel lled-ddargludydd bandgap uniongyrchol ac mae'n ffurfio heterosunction, gan fod bapiau'r ddau ddeunydd gwahanol yn anghyfartal. Mae'r celloedd ffilm tenau yn cael eu hadneuo ar swbstrad, fel gwydr soda-calch, metel, neu ffilm poliamid, i ffurfio cyswllt wyneb y cefn. Os dewisir deunydd anymarferol ar gyfer yr is-haen, mae metel fel molybdenumis yn cael ei ddefnyddio fel arweinydd. Rhaid i'r cyswllt wyneb blaen allu cynnal trydan a bod yn dryloyw i ganiatáu golau i gyrraedd y gell. Defnyddir deunyddiau megis indwm tun ocsid, ocsid sinc wedi'i dorri, neu, yn fwy diweddar, ffilmiau organig uwch wedi'u seilio ar garbon nano-beirianneg i ddarparu'r cysylltiad ohmig hwnnw.
Dyluniwyd y celloedd fel bod golau yn mynd trwy'r cyswllt olwg dryloyw ac yn cael ei amsugno i mewn i haen CIGS. Mae parau twll electron yn cael eu ffurfio. Ffurfir "rhanbarth disbyddu" ar heterojunction y deunyddiau p-ac-math o arwyneb doped â chammiwm y celloedd CIGS. Mae hynny'n gwahanu'r electronau o'r tyllau ac yn eu galluogi i gynhyrchu cyflenwad trydanol (gweler hefyd gell solar). Yn 2014, cynhyrchodd arbrofion labordy effeithlonrwydd cofnod o 23.2 y cant gan gell CIGS gyda strwythur wyneb wedi'i addasu. Fodd bynnag, mae gan gelloedd CIGS masnachol effeithlonrwydd is, gyda'r mwyafrif o fodiwlau yn cyrraedd tua 14 y cant o drosi.
Yn ystod y broses weithgynhyrchu, mae dyddodiad ffilmiau CIGS ar is-haen yn cael ei wneud yn aml mewn gwactod, gan ddefnyddio naill ai broses anweddyddol neu fwlch. Mae copr, gallium, ac indium yn cael eu hadneuo yn eu tro ac wedi'u hanelu at anwedd selenide, gan arwain at strwythur terfynol CIGS. Gellir gwneud gwaddod heb wactod, gan ddefnyddio nanoparticles neu electroplatio, er bod y technegau hynny yn mynnu bod mwy o ddatblygiad yn effeithlon yn economaidd ar raddfa fawr. Mae dulliau newydd yn cael eu datblygu sy'n debycach i dechnolegau argraffu na ffabrigau silicon traddodiadol silicon traddodiadol. Mewn un broses, mae argraffydd yn gosod melysynnau inc lled-ddrud i ffoil alwminiwm. Mae proses argraffu ddilynol yn adneuo haenau ychwanegol a'r cyswllt blaen ar ben yr haen honno; yna caiff y ffoil ei dorri i mewn i daflenni.
Gall celloedd solar CIGS gael eu cynhyrchu ar swbstradau hyblyg, sy'n eu gwneud yn addas ar gyfer amrywiaeth o geisiadau nad yw'r ffotofoltäg crisialog presennol a chynhyrchion anhyblyg eraill yn addas iddynt. Er enghraifft, mae celloedd solar CIGS hyblyg yn rhoi mwy o bosibiliadau i benseiri o bosibiliadau mewn arddull a dylunio. Mae celloedd solar CIGS hefyd yn ffracsiwn o bwysau celloedd silicon a gellir eu cynhyrchu heb wydr i fod yn gwrthsefyll llithro. Gellir eu hintegreiddio i gerbydau fel trelars tractor, awyrennau a cheir, gan fod eu proffil isel yn lleihau gwrthiant aer ac nid ydynt yn ychwanegu pwysau sylweddol.
