Kupfer-Indium-Gallium (di) selenid (CIGS) ist ein I-III-VI2-Halbleitermaterial aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen. Das Material ist eine feste Lösung von Kupferindiumselenid (oft abgekürzt als „CIS“) und Kupfergalliumselenid. Es hat die chemische Formel CuIn (1-x) Ga (x) Se2, wobei der Wert von x von 0 (reines Kupfer-Indium-Selenid) bis 1 (reines Kupfer-Gallium-Selenid) variieren kann. CIGS ist ein tetraedrisch gebundener Halbleiter mit der Chalcopyrit-Kristallstruktur und einer Bandlücke, die kontinuierlich mit x von etwa 1,0 eV (für Kupferindiumselenid) bis etwa 1,7 eV (für Kupfergalliumselenid) variiert.
| CIGS-Einheitszelle. Rot = Cu, Gelb = Se, Blau = In / Ga | |
| Identifikatoren | |
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| CAS-Nummer |
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| Eigenschaften | |
| Chemische Formel | CuIn (1-x) Ga x Se 2 |
| Dichte | ~ 5,7 g / cm 3 |
| Schmelzpunkt | 1.070 bis 990 ° C (1.960 bis 1.810 ° F; 1.340 bis 1.260 K) (x = 0-1) |
| Bandabstand | 1,0-1,7 eV (x = 0-1) |
| Struktur | |
| Kristallstruktur | tetragonal, Pearson Symbol tI16 |
| Raumgruppe | I 4 2d |
| Gitterkonstante | a = 0,56-0,58 nm (x = 0-1), c = 1,10-1,15 nm (x = 0-1) |
| Sofern nicht anders angegeben, werden Daten für Materialien in ihrem Standardzustand angegeben (bei 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
Struktur
CIGS ist ein tetraedrisch gebundener Halbleiter mit der Chalkopyrit-Kristallstruktur. Beim Erhitzen geht es in die Zinkblendeform über, und die Übergangstemperatur sinkt von 1045 ° C für x = 0 auf 805 ° C für x = 1.
Anwendungen
Am bekanntesten ist für die CIGS-Solarzellen eine Dünnschichttechnologie, die in der Photovoltaik-Industrie eingesetzt wird. In dieser Rolle hat CIGS den Vorteil, dass es auf flexible Substratmaterialien aufgebracht werden kann, wodurch hochflexible, leichtgewichtige Solarmodule erzeugt werden. Effizienzverbesserungen haben CIGS zu einer etablierten Technologie für alternative Zellmaterialien gemacht.