Les cellules solaires CIGSe ultrafines promettent une faible consommation de matériaux et une production rentable, mais l'efficacité des cellules souffre de l'absorption insuffisante de la lumière dans la région proche infrarouge (NIR) en raison de l'épaisseur réduite de la couche CIGSe absorbant la lumière. Pour surmonter ce problème, des chercheurs du HZB et de l’Université Johannes Kepler de Linz ont introduit une nouvelle stratégie pour synthétiser les nanoparticules CIGSe.
Les nanoparticules s’auto-assemblent en un film mince lors du processus de co-évaporation. En raison de l’énergie libre de surface élevée des nanoparticules, les atomes de séléniure de la couche tampon CdS peuvent facilement migrer dans le film CIGSe et former des nanocristaux de séléniure de taille et de distribution spatiale contrôlées. La formation de nanocristaux de séléniure peut étendre le bord d'absorption de la lumière jusqu'à la région NIR et améliorer la conversion de la lumière NIR.
La cellule solaire optimisée à base de nanoparticules CIGSe présente un rendement de 12,6 %, ce qui représente une amélioration considérable par rapport à une cellule de référence sans nanoparticules. Cette étude démontre une approche simple et évolutive pour fabriquer des cellules solaires CIGSe ultrafines hautes performances. L’approche pourrait également être étendue à d’autres cellules solaires à couches minces, telles que le CdTe et le CZTSSe.
