در حال حاضر، اکثر سلولها و پنلهای خورشیدی موجود در بازار از جنس سلولهای خورشیدی نسل اول یا همان سلولهای سیلیکونی بلوری هستند. فناوری سلولهای خورشیدی سیلیکونی به دهه 1970 میلادی باز می‌گردد و این سلولها توانسته اند جای خود را به عنوان ابزاری مناسب جهت تبدیل انرژی پاک خورشیدی به انرژی الکتریکی در جوامع مختلف پیدا کنند. با این حال، سلولهای نسل اول دارای مشکلاتی هستند. در نسل دوم سلولهای خورشیدی که از آنها با نام سلولهای خورشیدی لایه نازک یاد میشود، سعی شده است تا مشکلات سلولهای نسل اول مرتفع گردد.
از جمله مشکلات سلولهای خورشیدی سیلیکونی بلوری میتوان به ابعاد و وزن زیاد آنها اشاره نمود. سیلیکون بلوری به دلیل ماهیت کریستالی خود، جاذب خوبی برای نور خورشید محسوب نمی شود و به همین سبب، ضخامت زیادی از آن باید به کار رود تا بتواند میزان مناسبی از نور خورشید را جهت فرایند فوتوولتائیک جذب کند. این ضخامت زیاد باعث سنگین شدن پنلهای خورشیدی از جنس سیلیکون می شود که در کاربردهای عملی چالش برانگیز است. از دیگر مشکلات سلولهای سیلیکونی، ادواتی هستند که برای حفاظت از آنها به کار میروند. برای مثلا، به دلیل واکنش سیلیکون با گرد و غبار، جهت حفاظت از پنلهای سیلیکونی روی سطح آن محافظی از جنس شیشه قرار میدهند که این محافظ نیز به نوبه خود، علاوه بر سنگین کردن پنل، امکان شکستن و ایجاد آسیب های فیزیکی را نیز در آن به وجود می آورد. در جوانب سلولهای سیلیکونی نیز از قابهای آلومینیومی استفاده میشود که هزینه بر بوده و در هنگام نصب پنل، با مشکلاتی همراه است. معایب دیگر سلولهای خورشیدی سیلیکونی این است که در هوای ابری یا تحت سایه عملکرد خوبی نداشته و خاموش میشوند.
سلولهای نسل دوم سعی میکنند تا با استفاده از مواد جدید، علاوه بر کاهش قیمت پنلهای خورشیدی، مشکلات پنلهای سیلیکونی را نیز از بین ببرند. از مهمترین سلولهای خورشیدی نسل دوم میتوان به خانواده I–III–VI2 اشاره نمود که مهمترین آنها سلولهای CIGS هستند. همان طور که از نام آنها بر می آید، این خانواده سلولهای خورشیدی از عناصر گروههای I، III و VI2 جدول تناوبی تشکیل شده اند. این ترکیب عناصر چند ویژگی فوق العاده دارند که برای کاربردهای فوتوولتائیک عالی هستند. از جمله خواص این مواد، ضریب جذب اپتیکی بالا (105) است. به عبارت دیگر، این مواد می توانند در ضخامتهای بسیار کم، تمام نور خورشید را جذب کنند به نحوی که تنها ضخامت 100 تا 300 نانومتری از این مواد برای ساخت سلول خورشیدی مناسب میباشد. از دیگر ویژگی های این دسته از سلولهای خورشیدی این است که با تغییر نسبت خود مواد و بدون آلایش اضافی میتوان نیمرساناهای نوع n یا p تولید کرد به این معنی که فرایند ساخت این سلولها به تعداد مراحل کمتری از سلولهای سیلیکونی نیاز دارد. همچنین، این مواد میتوانند گاف انرژی بین 1.05 تا 3.47 الکترون ولت را پوشش دهند که در ساخت سلولهای خورشیدی دست طراح را باز می گذارد.
همانطور که گفته شد، سلولهای خورشیدی CIGS بسیار نازک هستند. ضخامت ناچیز این سلولها این قابلیت را به وجود می آورد که روی انواع زیرلایه های مختلف ساخته شوند. یعنی میتوان سلولهای CIGS را به صورت منعطف و حتی روی پلاستیک ساخت. قابلیت انعطاف پذیری این سلولها، درهای جدیدی از کاربرد سلولهای خورشیدی را برای بشر باز میکند. برای مثال میتوان پنلهای خورشیدی را لوله کرد و همراه خود حمل نمود! یکی دیگر از ویژگیهای پنلهای منعطف لایه نازک این است که بر خلاف پنلهای سیلیکونی برای نصب، به تجهیزات خاصی احتیاج ندارند و میتوان با چسب دو طرفه آنها را به سطح مورد نظر چسباند. شکل این سلولها بر خلاف سلولهای سیلیکونی تعداد سلولهای استانداردی دارند، ثابت نبوده و میتوان آنها را برای کاربردهای مختلف و در ابعاد مختلف برید و استفاده نمود. یکی دیگر از مزایای سلولهای CIGS این است که عملکرد این سلولها در زیر سایه و حتی در هوای ابری نیز مطلوب میباشد. نقطه ضعف سلولهای CIGS این است که به دلیل استفاده از عنصر گالیم در ساختار این سلول، قیمت آن اندکی بیشتر از سلولهای سیلیکونی موجود است. با این وجود، از مزایایی که برای آن گفته شد، نمیتوان چشم پوشی نمود. به طور کلی، استفاده از پنلهای خورشیدی CIGS در مناطق شهری و حتی در مناطقی که روزهای ابری آن زیاد است، بسیار به صرفه تر از سلولهای سیلیکونی بوده و میتوان انتظار داشت که به زودی شاهد رشد استفاده از این سلولها در اطراف خود باشیم.
