Chalkopyrit oder Kupferkies sind häufig vorkommende Mineralien und I–III–VI2‑Verbindungen, die Kupfer, weitere Metalle wie Indium und Gallium sowie Schwefel und Selen enthalten. Viele Chalkopyrite absorbieren sehr gut Licht, weisen halbleitende Eigenschaften auf und eignen sich daher gut zur Herstellung von Dünnschichtsolarzellen. Über die Variation der chemischen Zusammensetzung aus den einzelnen Elementen lassen sich die Eigenschaften des Halbleiters wie Gitterkonstante und Bandabstand einstellen. Das sind sehr gute Voraussetzungen für die Optimierung von Solarzellen.
Eine Chalkopyrit- oder CIGS-Dünnschichtsolarzelle besteht aus mehreren Lagen. Meist wird ein Glasträger als Substrat eingesetzt. Darauf wird eine nicht-transparente Molybdän-Schicht als Rückseitenkontakt aufgebracht. Zur Herstellung der Chalkopyritschicht werden zunächst Kupfer, Indium und Gallium auf das Substrat aufgedampft. Anschließend erfolgt die Selenidisierung bzw. Sulfurisierung dieser Schicht in einem Ofen bzw. einer RTP-Anlage bei Temperaturen um 550 °C. Als Selen- bzw. Schwefelquelle dienen Selenwasserstoff H2Se bzw. Schwefelwasserstoff H2S.
Auf dieser CIGS-Schicht, die auch als Absorber bezeichnet wird, wird eine dünne Schicht von Cadmiumsulfid CdS aufgebracht, gefolgt von einem transparenten, leitenden Oxid TCO, das als Frontseitenkontakt dient und z. B. aus Zinkoxid ZnO besteht. An der Grenzfläche zwischen der CdS- und der CIGS-Schicht findet die Bildung der Ladungsträger durch die Bestrahlung mit Sonnenlicht statt.
Der Aufbau der CIGS-Solarzelle in umgekehrter Reihenfolge, also mit dem Glasträger auf der Vorderseite, ist grundsätzlich ebenfalls möglich. Diese Konfiguration nennt sich Superstrat-Konfiguration, da sich der Träger über der Zelle befindet und nicht unter der Zelle wie in der zuvor beschriebenen Substrat‑Konfiguration.
