CIGS - cienkie warstwy dla przyszłości energetyki słonecznej?

Na rynku materiałów do ogniw słonecznych pojawiło się w ostatnich latach wiele obiecujących kandydatów, ale nieliczne z nich potrafią połączyć wysoką efektywność z niskimi kosztami produkcji. CIGS (Copper Indium Gallium Selenide) to technologia cienkowarstwowa, która powoli zaczyna zdobywać popularność wśród producentów paneli fotowoltaicznych. Czy jednak uda jej się wyprzeć dominujące obecnie technologie krzemowe?

Właściwości i zalety CIGS:

CIGS jest związkiem półprzewodnikowym o unikalnych właściwościach optycznych i elektronicznych. Jego struktura krystaliczna umożliwia absorpcję szerokiego spektrum promieniowania słonecznego, co przekłada się na wysoką sprawność konwersji energii. Ogniwa CIGS osiągają efektywności przekraczające 20%, a badania nad nowymi materiałami i architekturami ogniw obiecują dalsze podniesienie tej wartości. Ponadto, technologia CIGS jest stosunkowo tania w produkcji, ponieważ nie wymaga tak wysokich temperatur i złożonych procesów jak technologie krzemowe.

Produkcję ogniw CIGS można podzielić na kilka etapów:

| Depozycja warstw kontaktowych | Na powierzchni warstwy CIGS nanosi się warstwy metaliczne, które tworzą kontakty elektryczne z ogniwem. | | Uszczelnienie i pakowanie | Ogniwo jest uszczelniane, aby zapobiec degradacji materiału w wyniku kontaktu z tlenem i wilgocią. Następnie ogniwo jest pakowane w moduł fotowoltaiczny. |

Zastosowania CIGS:

CIGS ma szerokie spektrum zastosowań, w tym:

• Ogniwa słoneczne dla budynków mieszkalnych i komercyjnych: Panele fotowoltaiczne oparte na technologii CIGS są lekkie, elastyczne i estetycznie atrakcyjne. Mogą być instalowane na dachach, fasadach lub w postaci transparentnych okien fotowoltaicznych.

• Zasilanie urządzeń przenośnych: CIGS nadaje się do produkcji małych i wydajnych ogniw słonecznych, które mogą zasilać telefony komórkowe, tablety czy zegarki.

• Aplikacje wojskowe: CIGS może być stosowany w panelach fotowoltaicznych dla systemów energetycznych w polach bitwy lub na statkach wojennych.

Wyzwania i perspektywy technologii CIGS:

Mimo wielu zalet, technologia CIGS stoi przed pewnymi wyzwaniami:

• Stabilność długoterminowa: Materiały CIGS mogą być podatne na degradację w czasie, co wpływa na spadek efektywności ogniwa. Badania nad nowymi materiałami i procesami produkcji mają na celu poprawę stabilności CIGS.

• Dostępność surowców: Ind i Ga są stosunkowo rzadkimi pierwiastkami. Opracowywane są technologie pozwalające na zastąpienie tych metali innymi, bardziej powszechnymi pierwiastkami, co obniży koszty produkcji.

CIGS ma duży potencjał jako technologia przyszłości energetyki słonecznej. Ciągłe badania nad nowymi materiałami i procesami produkcyjnymi mogą doprowadzić do stworzenia tanich, wydajnych i trwałych ogniw fotowoltaicznych opartych na CIGS. Czy uda mu się przebić się przez monopol krzemu? Czas pokaże!