Fraunhofer smeedt drie onverenigbare zonnecellen aaneen

Het Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems heeft een efficiëntierecord voor zonnecellen gehaald van 41,1 procent. Daarvoor fuseerde het onderzoeksinstituut galliumindiumfosfide en galliumindiumarsenide op een germaniumsubstraat, drie materialen die elk een ander deel van het lichtspectrum absorberen.

Het probleem van deze drie materialen is dat hun kristalroosters slecht op elkaar aansluiten. De materialen hebben verschillende kristalroosterconstanten; in elk rooster zitten de atomen op een andere afstand van elkaar. Daardoor ontstaan er verstoringen bij het groeien van het ene op het andere kristal, die niet bijdragen aan het omzetten van licht. De onderzoekers wilden echter per se deze drie materialen gebruiken, omdat ze alle drie een even groot deel van het zonnespectrum bestrijken en daardoor een gelijke stroomsterkte leveren. De stroomsterkte van het geheel is gelijk aan die van de zwakste subcel.

De Fraunhofer-researchers kunnen deze onregelmatigheden tijdens de groei niet uitbannen, maar ze kunnen het groeiproces wel zo sturen dat de verstoring op gecontroleerde locaties ontstaan. Daardoor zijn ze weg te houden van de elektrisch actieve delen van de zonnecel.