Søgen efter større effektivitet

En solcelle, eller fotovoltaisk celle, er en indretning, som omdanner eller konverterer lys til elektrisk strøm ved hjælp af den fotoelektriske effekt. Adskillige karakteristika begrænser fotovoltaiske cellers funktion. For eksempel er anvendelsen af silicium økonomisk, men i omdannelsen af lys til elektricitet tabes en stor del af kraften i form af varme. Legeringer lavet af indium, aluminium og gallium (Gruppe III) suppleret med elementer som arsenik og kvælstof (Gruppe V) er de mest egnede halvledere i solceller. Men når disse legeringer anvendes som halvledere i solceller, har de den ulempe for solcellens effektivitet, at de virker som et båndgab.

Den højest mulige effektivitet i omdannelsen af lys til elektricitet, som kan opnås for en solcelle fremstillet af ét materiale, er næsten tredive procent; den bedste effektivitet man kan forvente at opnå er dog næsten femogtyve procent. For at forbedre ydelsen forsøger solcelle producenter og forskningslaboratorier at sammensætte forskellige båndgab ved kombination af flere forskellige celler.

I nyere forskning er det blevet opdaget at båndgabet for indiumnitrid, som er en halvleder, ikke befinder sig på 2 elektronvolt (2 eV) som tidligere antaget, men derimod så lavt som 0,7 dV. Den uventede opdagelse betyder, at et enkelt legeringssystem bestående af indium, gallium og kvælstof praktisk talt kan konvertere hele spektret af sollys, spændende fra infrarøde til ultraviolette (UV) stråler, til elektrisk strøm. Denne opdagelse vil være afgørende for den moderne tids store opfindelser.