About / Advertise
Det brukar heta att galliumarsenid är effektivt men dyrt. För solceller behöver det dock inte vara så. Tack vare ny processteknik lovar amerikanska Semprius billiga högeffektiva GaAs-baserade solceller redan i slutet av året. Tekniken har potential att även fungera för bildsensorer och integrerade kretsar.
Solceller i galliumarsenid har dubbelt så hög verkningsgrad som solceller i kisel. Men materialet är svårbearbetat och dagens GaAs-processer är därför dyra och har låg processutbyte. I dagens GaAs-produktion sker en tillväxt av en halvledarkristall på ett dyrt substrat i vakuum under hög temperatur. Kristallen sågas sedan i bitar, bearbetas och förses med bondtrådar. I den processen förstörs substratet. Dessutom är processen inte särskilt tidseffektiv – att fylla och tömma vakuumkammaren tar längre tid än kristallen behöver för sin tillväxt.
I den nya processen kommer man runt dessa problem genom att varva lager av galliumarsenid med ett billigt offerlager gjort av aluminiumarsenid. Metoden har utvecklats under ledning av professor John Rogers vid University of Illinois, som även kommit fram till ett sätt att återanvända det dyra substratet.
– När alla lager är på plats etsas stacken i ett kemiskt bad som fräter bort offerlagret. Kvar blir rektangulära filmer av galliumarsenid, förklarar han för tidningen Technology Review.
Dessa filmer är så tunna och flexibla att de kan läggas på valfritt substrat, exempelvis av plast, och därpå kapslas. Resultatet blir högpresterande solceller.
John Rogers har tillsammans med några kollegor startat ett företag, kallat Semprius, som lovar att ha solcellsmoduler byggda på tekniken ute i handeln lagom till jul. Dessa moduler ska ha en verkningsgrad uppemot 37 procent.
Tekniken kan även användas för andra typer av GaAs-produkter, exempelvis bildsensorer och såväl diskreta som integrerade kretsar. John Rogers säger också till Technology Review att han hoppas kunna tillämpa metoden även på andra material, i första hand galliumnitrid.
Metoden är beskriven i den vetenskapliga tidskriften Nature (länk).
