Im Rahmen dieses Arbeitspakets werden III-V/Si-Absorberstrukturen mit entweder zwei oder drei ladungstrennenden Kontakten mit einer kombinierten Photospannung über 1,7 V entwickelt. Um dies zu erreichen, müssen Photostromverluste in der gesamten Zelle minimiert werden. Um einen höheren Photostrom und eine höhere Spannung zu erzielen, müssen insbesondere Rekombinationszentren an der GaP/Si-Heterostruktur identifiziert und minimiert werden, und die Defektdichte in der GaP-Nukleationsschicht und der gradierten III-V- Pufferschicht muss unter 105 cm-2 beziehungsweise unter 106 cm-2 reduziert werden.

Das GaAlP Nukleationsverfahren auf Si(100) wird untersucht, relevante Prozessparameter präzise eingestellt, und vom MOCVD-Reaktor der TUIL ans ISE übertragen. Die Defektdichte in den III-V-Pufferschichten wird durch ’Electron Channeling Contrast Imaging‘ (ECCI) untersucht. Eine geringe Defektdichte in der GaP-Nukleationsschicht erfordert auf atomarer Skala geordnete Si(100)-Oberflächen, die in einem kurzen Prozess bei möglichst niedriger Temperatur hergestellt werden. In Abhängigkeit von der Si (100)-Oberflächenpräparation wird das elektrische Feld an der GaP/Si-Hetero-Grenzfläche modelliert und mithilfe der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) an der PUM untersucht.

Die Wachstumsparameter des stufenweise gradierten, metamorphen III-V-Puffers zwischen dem GaP/Si und dem nachfolgenden Photoabsorber sowie seine Struktur und Zusammensetzung werden variiert. Die Mehrfach-Photoabsorber-Strukturen werden mit dem Katalysator und der Korrosionsschutzschicht im AP3 integriert. Schließlich wird die Zielstruktur mit optimierten Bandlückenenergien der Teilzellen für maximale Solar zu Wasserstoff -Effizienz hergestellt.