Een eigen zonnecel maken? Deze ingenieur doet het gewoon thuis met een magnetron

In dit artikel:

Halfgeleideringenieur en YouTuber Matthew Hartensveld, online bekend als Dr. Semiconductor, heeft met een siliciumwafer en een kleine magnetronoven een werkende zonnecel gemaakt. Zijn experiment laat zien dat een basisproces uit de halfgeleiderindustrie ook buiten een gespecialiseerde fabriek uitvoerbaar is.

Hartensveld gebruikte een wafer van p-type silicium en bracht daarop een fosforhoudende coating aan. In een speciale oven die in een magnetron wordt geplaatst, werd de wafer tot ongeveer 1.000 graden Celsius verhit. Daardoor diffundeerde fosfor in het silicium en ontstond een n-type laag. De grens tussen beide lagen vormt een p-n-overgang, die zonlicht kan omzetten in elektrische stroom. Daarna verwijderde hij lokaal de isolerende laag en bracht hij elektrische contacten aan.

De cel zou volgens berichtgeving een rendement van ongeveer 5 procent hebben gehaald, tegenover ruim 20 procent bij moderne commerciële siliciumzonnepanelen. Die meting is echter niet volledig onafhankelijk te controleren, omdat de technische handleiding geen uitgebreide meetgegevens bevat. Het lagere rendement komt onder meer door het ontbreken van antireflectiecoatings, oppervlaktepassivering, geoptimaliseerde contacten en industriële procescontrole.

Het experiment is daarom geen praktische of goedkope methode om zonnepanelen te produceren. De hoge temperaturen en gevaarlijke chemicaliën maken de aanpak ongeschikt voor thuisgebruik. Wel vormt de demonstratie een technisch interessante illustratie van de werking en maakbaarheid van siliciumzonnecellen met relatief eenvoudige apparatuur.