Il principio di funzionamento delle celle con tecnologia CIGS è fondamentalemnte analogo a quello delle celle a silicio cristallino In pratica la luce viene assorbita dallo stato CIGS creando in questo modo buche e elettroni liberi. Gli elettroni si diffondono fino a creare una tensione fra due elettrodi (solitamente uno in molibdeno e l'altro da uno strato di ossido di zinco).
Dal punto di vista costruttivo, una cella con tecnologia CIGS è formata da numerosi strati che interagiscono fra loro.
In sintesi si parte da un elettrodo di base realizzato solitamente in molibdeno. Il CIGS è un semiconduttori di tipo p, e la giunzione è formata in superficie dal deposito di uno strato molto sottile di CdS. Questo contribuisce a crea una omogiunzione n-p nel CIGS piuttosto che un semplice eterogiunzione. Il dispositivo è completato dal deposito di un conduttore trasparente, come per esempio l'ossido di zinco, sulla giunzione.
Questi alcuni dettagli per i vari strati.
Il molibdeno è il materiale utilizzato più comunemente per la parte di back contact nelle celle CIGS, questo grazie soprattutto alle sue caratteristiche di stabilità alle temperatura alla bassa resistenza di contatto con materiali come rame e indio. Il molibdeno è solitamente applicato con un processo chiamato di e-gun evaporation su una base di vetro con ossido di calcio e idrossido di sodio o di potassio (soda-lime) che fa da substrato meccanico e inerte a temperature dell'ordine dei 500-600 gradi.
Lo strato di assorbimento CIGS invece può essere realizzato con varie tecniche come per esempio quella di coevaporazione (l'evaporazione simultanea dei vari elementi che compongono lo strato), ma ci sono diversi altri sistemi.
Questi processi, comunque. richiedono normalmente meno energia di quella necessaria a far crescere cristalli di elevate dimensioni che sono tipici delle tecnologia con silicio cristallino.
Per le celle CIGS si utilizza uno strato buffer, quello solitamente composto da CdS. Questo strato con conduttività di tipo n e band gap compreso fra 2 e 3,6 eV serve, fra l'altro a evitare problemi fra lo strato assorbente CIGS e quello di ossido di zinco durante le fasi di produzione.
Lo strato di contatto più esterno, invece, deve avere alcune caratteristiche ben precise, come per esempio una trasparenza adeguata per permettere al luce di raggiungere gli strati sottostanti e una buona conducibilità per permettere alla corrente generata di essere dirottata verso i circuiti esterni.