Amerikaanse wetenschappers van de universiteit van Illinois hebben een manier ontwikkeld om voor weinig geld zonnecellen met een hoog rendement te produceren. Zij stapelden daartoe lagen halfgeleidermateriaal op elkaar.
De consumentenmarkt voor zonnepanelen wordt gedomineerd door aantrekkelijk geprijsde mono- of polykristallijnen zonnecellen van silicium. Deze cellen hebben weliswaar een vrij laag rendement, maar zijn goedkoop te produceren. Zonnepanelen met een hoger rendement worden gemaakt met thin-filmmodules van duurdere halfgeleiders, zoals galliumarsenide. John Rogers en Xiuling Li, twee onderzoekers van de universiteit van Illinois, hebben nu een goedkope productiemethode voor GaAs-cellen ontwikkeld.
In plaats van een enkele laag galliumarsenide op een substraat aan te brengen en zo een kant-en-klare fotovoltaïsche cel te produceren, ontwikkelden de onderzoekers een methode om in een keer meerdere lagen galliumarsenide op een wafer aan te brengen. De lagen worden daarbij van elkaar gescheiden met aluminiumarsenide. Omdat niet elke laag een aparte productiestap vergt, is deze methode goedkoper: het opwarmen en afkoelen van de wafers kost veel tijd en dus geld.
De fotovoltaïsche lagen konden vervolgens van elkaar worden gescheiden door de aluminiumarsenide-tussenlagen weg te etsen. De laagjes galliumarsenide konden stuk voor stuk van de wafer worden genomen en op een substraat worden geplaatst. Dit heeft als bijkomend voordeel dat naast glas ook bijvoorbeeld flexibele plastics als ondergrond voor de zonnepanelen gebruikt kunnen worden. Bovendien zijn de afmetingen van de zonnecellen dankzij deze overbrengingstechniek niet langer beperkt door de grootte van de wafers. Indien gewenst kunnen zonnecellen weer uit meerdere lagen galliumarsenide worden gebouwd om zo het rendement te verbeteren.
Met de methode van Rogers en Li kunnen overigens niet alleen zonnecellen geproduceerd worden, maar ook andere elektronische schakelingen, zoals lichtsensors en transistors. De onderzoekers demonstreerden die drie types in hun publicatie in het tijdschrift Nature.
/i/1274804050.jpeg?f=imagenormal)