çokbağlantılı güneş hücreleri malzeme seçimi

Herbir alt-hücre (ing. “sub-cell”) için materyal seçimi, örgü uyumluluğu (ing. “lattice matching”), akım uyumluluğu (ing. “current matching”) ve yüksek başarım (yani performans) opto-elektronik özellikleri ile belirlenir.
Optimal büyüme ve bunun sonucu olan kristal kalitesi için, herbir materyalin kafes (yani örgü) sabiti “a”, sık olarak uyumlanmalıdır, sonuc olarak da örgü uyumluluğu alınır. Küçük örgü uyumsuzluğunun bulunduğu, son günlerde geliştirilmiş metamorfik güneş hücrelerinde, bu kısıtlama kısmen aradan kaldırıldı. Oysa, daha fazla uyumsuzluk veya diğer büyüme noksanları, elektronik niteliklerin gerilemesinin nedeni olacak kristal kusurlarının sebebi olabilir.
Herbir alt-hücrenin elektriksel olarak seri’ye bağlandığından ötürü, herbir bağlantıdan aynı akım akır. Bant aralığından daha düşük ışığın daha aşağı hücrelere varmasına izin vermesi üzere materyaller bant aralıkların azalması ile düzenlenir. Akım uyumlanmasının elde edilebilmesi için tasarım tayfının, herbir alt-hücrenin akım oluşumunu dengelemesi için uygun bant aralıkları seçilmelidir.
Nihayet, tabakalar, yüksek başarım için elektriksel olarak optimal olmalıdır. Bu, yüksek emilim katsayılara, yüksek azınlık taşıyıcı ömür sürelerine ve yüksek devingenliğe (ing. “mobility”) malik olan malzemelerin kullanılmasını gerekir. Tipik olarak, çokbağlantılı güneş hücreleri malzemleri olarak kullanılanlar şu:
- üst alt-hücresi için indiyum galyum fosfür (bant aralığı 1.8 - 1.9 eV)
- orta alt-hücresi için indiyum galyum arsenür (bant aralığı 1.4 eV)
- alt alt-hücresi için germanyum (bant aralığı 0.67 eV)
Germanyumun kullanılması nedeni, esasen onun kafes sabiti, düşük maliyyeti, bolluğu ve üretim kolaylığıdır.