La strategia che RSE sta seguendo per aumentare l’efficienza di conversione fotovoltaica è quella di sviluppare celle a quattro giunzioni InGaP/InGaAs/SiGeSn/Ge monolitiche, operanti ad alto fattore di concentrazione (1000 soli). L’approccio monolitico richiede la deposizione dei diversi materiali componenti il dispositivo fotovoltaico su un medesimo substrato ed è stato selezionato per la sua economicità e compatibilità con i processi già sviluppati per le celle a tripla giunzione. Alla base del processo di sviluppo della cella a multigiunzione è stata svolta un’attività di simulazione del dispositivo fotovoltaico, concludendo il lavoro già avviato nel 2015.

E’ stato dimostrato che utilizzando i dati sperimentali di misure di Fotoluminescenza e Risposta Spettrale è possibile valutare con adeguata precisione i parametri elettro-ottici della base della sotto-cella top di InGaP, mentre non è possibile ottenere con sufficiente precisione i valori di dei parametri elettrottici per lo strato emitter.

Per procedere alla realizzazione del dispositivo a quadrupla giunzione sono state affrontate tre tematiche principali: i) è stato studiato il rilevante problema della “cross contaminazione” dovuta alla necessità di depositare i composti del gruppo III-V e IV nella stessa camera di crescita, ii) è stato valutato come ridurre il carico termico che si produce sugli strati più profondi del dispositivo per la presenza di una giunzione aggiuntiva ed infine iii) è stata avviata la crescita MOCVD del materiale ternario SiGeSn per individuare opportunamente le sorgenti gassose e le condizioni di crescita ottimali per depositare tale materiale con proprietà ottiche ed elettriche controllate. Le sperimentazioni svolte da RSE costituiscono un importante patrimonio di conoscenza nel campo della crescita dei materiali semiconduttori, in quanto non erano ancora state riportate in letteratura crescite MOCVD del ternario SiGeSn con IBuGe, SnCl₄ e Si₂H₆.