സൂര്യപ്രകാശത്തെ 41.1% ദക്ഷതയില് വൈദ്യുതിയായി മാറ്റുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE ലെ ഗവേഷകര് കണ്ടെത്തി. സൂര്യപ്രകാശത്തെ 454 മടങ്ങ് സാന്ദ്രീകരിച്ച് 5 mm² വലിപ്പമുള്ള GaInP/GaInAs/ Ge (gallium indium phosphide, gallium indium arsenide on a germanium substrate) ന്റെ multi-junction സോളാര് സെല്ലില് കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു.
metamorphic multi-junction സോളാര് സെല്ലുകള് 1999 മുതല് Fraunhofer ISE വികസിപ്പിക്കുന്നുണ്ട്. ഈ സെല്ലുകള് GaAs ഓ Ge ഓ substrates ല് Ga0.35In0.65P ഉം Ga0.83In0.17As ഉം പാളികളായാണ് നിര്മ്മിക്കുന്നത്. ഈ പദാര്ത്ഥങ്ങള് സൂര്യ പ്രകാശത്തെ ഫലപ്രദമായി വൈദ്യുതിയായി മാറ്റാന് പര്യാപ്തമാണ്. metamorphic growth എന്ന വിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് ഒന്നിച്ച് അവയെ ചേര്ക്കാം.
സാധാരണ സോളാര് സെല്ലുകളെ അപേക്ഷിച്ച് ഈ സെല്ലുകളിലുള്ള അര്ദ്ധചാലകങ്ങള്ക്ക് ഒരേ lattice constant (crystalline structure ലെ ആറ്റങ്ങള് തമ്മിലുള്ള അകലം)അല്ല ഉള്ളത്. അതിനാല് ഇവയെ III-V അര്ദ്ധചാലക പാളികളായി ഉയര്ന്ന crystal ഗുണമേന്മയോടെ വളര്ത്തിയെടുക്കുക വിഷമമാണ്. പല lattice constant ഉള്ള പദാര്ത്ഥങ്ങളുടെ interface മൂലം dislocations ഉം മറ്റ് crystal ദോഷങ്ങളുമുണ്ടാവുന്നു. ഈ പ്രതിബന്ധങ്ങളെല്ലാം Fraunhofer ISE ലെ ഗവേഷകര് മറികടന്നു. വൈദ്യുതിപരമായി ക്രിയാത്മകമല്ലാത്ത ഒരു ഭാഗത്തേക്ക് ദോഷങ്ങളെല്ലാം കേന്ദ്രീകരിച്ചു. അതുകൊണ്ട് ക്രിയാത്മകമായ സോളാര് സെല്ലിന്റെ ഭാഗം താരതമ്യേനെ ദോഷങ്ങളില്ലാത്തതാക്കാന് കഴിഞ്ഞു. ഇത് ഉയര്ന്ന ദക്ഷതയുടെ ഒരു ആവശ്യകതയാണ്.
ഈ metamorphic crystal വളര്ച്ച ഉപയോഗിച്ച് ഇപ്പോള് ഗവേഷകര്ക്ക് കൂടുതല് വലിയ III-V compound അര്ത്ഥചാലകങ്ങള് സൃഷ്ടിച്ച് multi-junction സോളാര് സെല്ലുകള് നിര്മ്മിക്കാം. ഉയര്ന്ന ദക്ഷതയുള്ള ഇത്തരം structures ന് വേണ്ടി പ്രകാശത്തെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന പദാര്ത്ഥത്തെ ഉപയോഗിച്ച് സൌരവര്ണ്ണരാജിയെ പ്രധാനമായി മൂന്നായി തുല്ല്യ വര്ണ്ണരാജി വിഭാഗമായി വിഭജിച്ചു. ഈ മൂന്ന് subcells ഉം തുല്യ അളവ് കറന്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കും. serial connected സോളാര്സെല്ലുകള്ക്ക് ഇതൊരു പ്രധാന സംഗതിയാണ്. ഇവിടെ ഈ subcells ല് ഒന്ന് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ചെറു കറന്റാണ് device current നെ തീരുമാനിക്കുന്നത്. ഭൂമിയിലെ സൌരവര്ണ്ണരാജിയുമായി കറന്റ് ചേര്ച്ചയുള്ള ഒരു സോളാര് സെല്ല് ആണ് metamorphic Ga0.35In0.65P/ Ga0.83In0.17As/Ge പദാര്ത്ഥ സങ്കരത്തെ തെരഞ്ഞെടുത്തത് വഴി ആദ്യമായി ലഭ്യമായിരിക്കുന്നത്. ഇതാണ് ഈ ഘടനയെ കൂടുതല് ദക്ഷതയുള്ളതാക്കിയിരികികുന്നത്. സൂര്യപ്രകാശത്തെ 454 മടങ്ങ് സാന്ദ്രീകരിച്ച് Freiburg ലെ ഗവേഷകര് 41.1% എന്ന റിക്കോഡ് ദക്ഷത നേടി. സൂര്യപ്രകാശത്തെ 880 മടങ്ങ് സാന്ദ്രീകരിച്ചപ്പോഴും 40.4% ദക്ഷതയുണ്ടായിരുന്നു.
സൂര്യപ്രകാശം നേരിട്ട് ലഭിക്കുന്ന രാജ്യങ്ങളിലെ സൌരോര്ജ്ജ നിലയങ്ങളില് പ്രവര്ത്തിക്കുന്ന സാന്ദ്രീകരിച്ച ഫോട്ടോവോള്ട്ടേയിക് സിസ്റ്റം ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഉയര്ന്ന ദക്ഷതാ multi-junction സോളാര് സെല്ലുകള് ആണ്. Heilbronn ലെ Azur Space എന്ന കമ്പനിയും Freiburg ലെ Concentrix Solar GmbH എന്ന കമ്പനിയുമായുമായും ഒത്തുചേര്ന്ന് പ്രവര്ത്തിക്കാന് Fraunhofer ISE ന് പദ്ധതിയുണ്ട്.
കഴിഞ്ഞ 15 വര്ഷങ്ങളായി German Federal Ministry of Education ഉം Research BMBF ഉം ആണ് concentrating photovoltaics നേ വേണ്ട III-V multi-junction സോളാര് സെല്ലുകളുടെ ഗവേഷണത്തിന് ധനസഹായം തുടക്കം മുതല് നല്കുന്നത്. പിന്നീട് German Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation, Nuclear Safety BMU തുടങ്ങിയവരും ധനസഹായം നല്കിത്തുടങ്ങി. ഡോക്റ്ററേറ്റ് വിദ്യാര്ത്ഥികള്ക്ക് വേണ്ട ഗ്രാന്റുകള് Deutsche Bundesstiftung Umwelt DBU നല്കുന്നു.
— സ്രോതസ്സ് fraunhofer
