सौर सेल के लिए $Si$ और $GaAs$ को पसंदीदा सामग्री क्यों माना जाता है?

(N/A) हमारे द्वारा प्राप्त सौर विकिरण स्पेक्ट्रम को चित्र में दिखाया गया है।
अधिकतम मान $1.5 \, eV$ के निकट है। फोटो-एक्साइटेशन के लिए,$h\nu > E_g$ होना आवश्यक है। इसलिए,$1.5 \, eV$ या उससे कम बैंड गैप वाला अर्धचालक बेहतर सौर रूपांतरण दक्षता देने की संभावना रखता है। सिलिकॉन $(Si)$ का $E_g \sim 1.1 \, eV$ है जबकि $GaAs$ के लिए यह $1.53 \, eV$ है।
वास्तव में,$GaAs$ (अपने उच्च बैंड गैप के बावजूद) $Si$ से बेहतर है क्योंकि इसका अवशोषण गुणांक अपेक्षाकृत अधिक है। यदि हम $CdS$ या $CdSe$ $(E_g \sim 2.4 \, eV)$ जैसी सामग्री चुनते हैं,तो हम फोटो-रूपांतरण के लिए सौर ऊर्जा के केवल उच्च-ऊर्जा घटक का उपयोग कर सकते हैं और ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बेकार हो जाएगा।
प्रश्न उठता है: हम $PbS$ $(E_g \sim 0.4 \, eV)$ जैसी सामग्री का उपयोग क्यों नहीं करते जो सौर विकिरण स्पेक्ट्रा के अनुरूप $\nu$ अधिकतम के लिए $h\nu > E_g$ की शर्त को पूरा करती है? यदि हम ऐसा करते हैं,तो अधिकांश सौर विकिरण सौर सेल की ऊपरी परत पर अवशोषित हो जाएगा और रिक्तीकरण (depletion) क्षेत्र में या उसके पास नहीं पहुँचेगा। जंक्शन क्षेत्र के कारण प्रभावी इलेक्ट्रॉन-होल पृथक्करण के लिए,हम चाहते हैं कि फोटो-जनरेशन केवल जंक्शन क्षेत्र में ही हो।