Seleniuro di rame indio e gallio

Il copper indium gallium (di)selenide (CIGS), ossia (di)seleniuro di rame indio gallio (Numero CAS: 12018-95-0), è un materiale semiconduttore del I-III-VI₂, composto di rame, indio, gallio e selenio. Il materiale a temperatura ambiente si presenta come una soluzione solida di di-seleniuro di rame e indio (spesso abbreviata "CIS") e di diseleniuro di rame e gallio, con una formula chimica bruta di CuIn_xGa_(1-x)Se₂, dove il valore di "x" può variare da 1 (seleniuro di rame-indio puro) fino a 0 (seleniuro puro di rame-gallio).

Seleniuro di rame indio e gallio
Cella dell'unità CIGS. Rosso = Cu, giallo = Se, blu = In/Ga
Nomi alternativi
CIGS
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	CuInxGa(1-x)Se2
Numero CAS	(CuInSe2)
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	~5,7 (20 °C)
Temperatura di fusione	1070-990 °C(x=0–1)[1]
Sistema cristallino	tetragonale, simbolo di Pearson tI16[1]
Indicazioni di sicurezza

Il CIGS consiste in un semiconduttore, con la struttura del cristallo di calcopirite con legami chimici a tetraedro, ed una banda proibita che varia continuamente con x da circa 1,0 eV (per il seleniuro di rame-indio) fino a circa 1,7 eV (per il seleniuro di rame-gallio).

Il CIGS viene utilizzato come materiale adsorbente della luce nelle celle solari a film sottile.^[2] Al 2022, hanno raggiunto un'efficienza energetica del 21.4%.^[3]

Struttura

Come già detto, il CIGS è un semiconduttore con legami chimici a tetraedro e la struttura del cristallo di calcopirite. Quando viene riscaldato assume la forma cristallina della zincoblenda e la temperatura di transizione scende da 1.045 °C per x=0 a 805 °C per x=1.^[1] L'Istituto dei materiali per l'elettronica e il magnetismo (IMEM-CNR) di Parma ha messo a punto (ottobre 2012) una nuova tecnica per produrre celle solari di CIGS a basso costo, abbassando la temperatura di deposizione dei film da 400 °C a 270 °C, grazie ad una tecnica denominata Pulsed Electron Deposition (PED) che utilizza delle scariche elettriche controllate per vaporizzare istantaneamente il CIGS dalla superficie di un lingotto e trasferirlo sul substrato della cella solare ^{[3][collegamento interrotto]}.