سيلينيد نحاس إنديوم غاليوم
عودة للموسوعةسيلينيد نحاس إنديوم غاليوم CIGS تعبير عن مادة نصف ناقلة تتألف من السيلينيوم، النحاس، الغاليوم، والإنديوم، لها الصيغة الكيميائية العامة CuInxGa(1-x)Se2 ، حيث تتراوح قيمة x بين 1 (سيلينيد نحاس إنديوم) و0 (سيلينيد نحاس غاليوم)، فالمادة تعبير عن محلول صلب لهاتين المادتين. تستخدم المادة في صناعة رقائق الخلايا الشمسية.
الخواص
تتألف المادة بنيوياً من رباعيات سطوح مرتبطة مع بعضها البعض، ولها بنية بلورية مماثلة لبنية كالكوبيريت chalcopyrite. تتراوح قيمة فجوة النطاق بين 1.0 إلكترون فولط بالنسبة لسيلينيد نحاس إنديوم، و1.7 eV لسيلينيد نحاس غاليوم.
خلايا CIGS الشمسية
كفاءة التحويل
يستخدم سيلينيد نحاس إنديوم غاليوم في صناعة رقائق الخلايا الشمسية حيثقد يكون على شكل كثير بلورات. لقد أقرت بعض مجموعات الأبحاث بالوصول إلى كفاءة تحويل تصل إلى 19.5%.. في حين وصل فريق في مخبر الطاقة المتجددة الوطني National Renewable Energy Laboratory إلى كفاءة 19.9%.
الترسيب
يمكن تحضير خلايا CIGS بعدة طرق:
- يجري عادة الترسيب تحت الفراغ بالتبخير المشهجر لفلزات الغاليوم والإنديوم والنحاس، ثم يحمى الناتج ويخمّر حرارياً، ثم يعالج مع بخار السيلينيد. يمكن إجراء تبخير مشهجر بإضافة فلز السيلينيوم في المستوى الأولى.
- يمكن إجراء كيفية التحضير بدون استخدام التفريغ وذلك بترسيب جسيمات نانوية من العناصر الأولية للمركب على ركازة ثم بإجراء عملية تلبيد في المسقط، أوباستخدام طريقة الطلي الكهربائي.
بنية رقاقة خلية CIGS الشمسية
إن البنية الأساسية لرقاقة خلية شمسية مصنوعة من Cu(In,Ga)Se2 مشروحة في الشكل المرافق. عادة ما تستخدم ركازة من زجاج صودا-كلس Soda-lime glass سماكتها 1-3 مم، وتكون مغطاة بأحد وجهيها بطبقة من فلز الموليبدنوم Mo وذلك كموصل من الخلف Back contact. أما الوصلة المتغايرة Heterojunction تكون بين أنصاف النواقل CIGS وأكسيد الزنك، ويفصل بينهما طبقة رقيقة من كبريتيد الكادميوم.قد يكون طرف CIGS تعبير عن شبه موصل موجب وذلك بإجراء تشويهات بنيوية داخلية، في حين حتى ZnO يمثل شبه موصل سالب وذلك عن طريق إشابته بالألومنيوم.
المراجع
-
^ Contreras, M.; et al. (2005). "Diode Characteristics of State-of-the art ZnO/CdS/Cu(In1-xGax)Se2 Solar Cells". Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 13: 209. doi:10.1002/pip.626. Explicit use of et al. in:
|author=(مساعدة) - ^ Repins, I. (2008). "19.9%-efficient ZnO/CdS/CuInGaSe2 solar cell with 81.2% fill factor". Progress in Photovoltaics: Research and applications. 16: 235. doi:10.1002/pip.822.
التصنيفات: خلايا كهروضوئية, سيلينيدات, مركبات الإنديوم, مركبات الغاليوم, مركبات النحاس, مواد شبه موصلة, أخطاء CS1: استخدام صريح للوسيط et al., بوابة الفيزياء/مقالات متعلقة, بوابة طاقة/مقالات متعلقة, بوابة طاقة متجددة/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات
