Porous germanium Efficient Epitaxial LayEr Release (PEELER) for low cost high performance III-V solar cells

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Clean, renewable and inexpensive energy is not only this century's most important challenge, but also it is most likely one of the largest financial opportunities for developed countries. Contrary to the current fossil fuel economy, the winners of the upcoming clean energy market will not be the ones possessing the resource, however it would be rather the ones controlling the technology. Photovoltaic generation of electricity is expected to play a major role in this emerging market, but several hurdles must be overcome if this technology is to reach the characteristics that will enable massive adoption, such as improved energy conversion efficiency, production and installation costs. This project aims to address a technology challenge that lies at the heart of these hurdles - the cost of the materials for high-efficiency photovoltaic (PV) solar cells. PV cells based on silicon have been maturing for a number of years and their cost is falling, but their maximum efficiency remains at about 20%. Fortunately, the Canadian researchers in this team have achieved cell efficiencies of 42% or more using advanced III-V semiconductor structures that emerged from their recent leadership in telecommunications component technology. Even though the multi-junction cells made from these materials are more expensive than silicon cells, they are able to function at very high levels of illumination and produce more kWh of energy for the same illumination as a silicon cell. Taking advantage of this property, solar system developers have engineered movable lensing systems to track and focus the sun's rays onto small areas of the highly-efficient cells, so that less of the material is needed. To further reduce the material cost burden this project will demonstrate how specially-prepared germanium (Ge) substrates can be used to grow the necessary solar cell layers, which are then removed from the substrate and mounted on a low-cost heat-sink, thereby freeing the Ge substrate to be used again. The net cost savings and increased electrical output of these cells create a winning combination that will further motivate the deployment of solar power for homes and businesses in Canada and globally, and in so doing will help to preserve the environment.#(cr)#(lf)La production d'énergie propre, renouvelable à faible coût ne constitue pas seulement l'un des défis les plusimportants du siècle à venir, mais aussi une opportunité d'affaire unique pour les pays développés. En effet,contrairement à l'économie basée sur les énergies fossiles, le contrôle de la technologie, et non de la ressourcedéterminera les gagnants de ce nouveau marché. La génération d'électricité par la photovoltaïque est pressentiecomme un joueur majeur, mais plusieurs obstacles doivent toujours être vaincus afin d'y arriver. Parmiceux-ci, on note l'amélioration des performances et de la fiabilité et la réduction des coûts de production etd'installation. Ce projet s'attaque à l'un des défis les plus importants - le coût de production et des matériauxpour les cellules photovoltaïques (PV) à haut rendement. Les cellules PV à base de silicium arrivent à lamaturité technologique mais leur rendement demeure autour de 20%. Notre équipe de chercheurs canadiens aréussi à obtenir des rendements de 42% ou plus avec des cellules PV à base de semiconducteurs III-V, bâtissantleur expertise sur une solide expérience dans les technologies de télécommunications. Malgré que les cellulesà jonctions multiples à base de ces matériaux soient plus coûteuses que leurs équivalents en silicium, ellespeuvent fonctionner sous de fortes concentrations lumineuses, produisant plus d'énergie pour la mêmeillumination que les cellules en silicium. Grâce à cet avantage, les développeurs de systèmes d'énergie solaireont proposé des approches technologiques qui utilisent des systèmes de suivi du soleil qui concentrent lalumière sur une petite cellule à haut rendement, ce qui nécessite beaucoup moins de matériaux. Afin depoursui