理论教育 GaAs薄膜太阳电池技术简介

GaAs薄膜太阳电池技术简介

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:砷化镓属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料,其能隙为1.4eV,处于吸收太阳光较多的最佳值,因此是很理想的电池材料。2010年10月6日,美国Spire半导体公司宣布,该公司研发的三结GaAs太阳电池峰值效率达到了42.3%,聚光条件相当于406个太阳。GaAs薄膜太阳电池具有抗辐射的特性,热能对它的影响不大,因此轻易地取代了硅太阳电池,在太空运用中成为独秀。2011年9月27日我国发射的首个空间实验室“天宫”一号,采用的就是三结GaAs太阳电池。

GaAs薄膜太阳电池技术简介

砷化镓(GaAs)属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料,其能隙为1.4eV,处于吸收太阳光较多的最佳值,因此是很理想的电池材料。Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料是继锗和硅材料以后发展起来的半导体材料,种类繁多,其中最主要的是GaAs基系Ⅲ-Ⅴ族化合物,其次为磷化铟(InP)和相关化合物组成的InP基系Ⅲ-V族化合物。这几年,薄膜太阳电池发展很快,采用3元和4元Ⅲ-Ⅴ族化合物作为各个子电池材料,如GaInP、AlGaAs、GaInNAs等材料,从而把GaAs和InP两个基系结合在一起了。GaAs太阳电池的大步发展源于德国,1998年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的GaAs太阳电池转换效率为24.2%,该研究所进一步采用堆叠结构制备GaAs、Gasb电池,将两个独立的电池堆叠在一起,GaAs作为上电池,下电池用的是Gasb,所得到的电池效率达到31.1%,从此,多结电池占据了薄膜太阳电池的领军位置。2010年10月6日,美国Spire半导体公司宣布,该公司研发的三结GaAs太阳电池峰值效率达到了42.3%,聚光条件相当于406个太阳。制备GaAs等Ⅲ-Ⅴ族化合物薄膜电池主要采用MOCVD(金属有机化学气相外延)技术,在克服了GaAs薄膜电池受衬底位错、反应压力、Ⅲ-Ⅴ比率、总流量等诸多参数的影响后,MOCVD技术得到了长足发展。GaAs薄膜太阳电池具有抗辐射的特性,热能对它的影响不大,因此轻易地取代了硅太阳电池,在太空运用中成为独秀。2011年9月27日我国发射的首个空间实验室“天宫”一号,采用的就是三结GaAs太阳电池。(www.daowen.com)

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