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砷化镓(GaAs)太阳电池的原理和应用

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:GaAs属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料,其能隙为1.4eV,正好为高吸收率太阳光的值,因此是很理想的电池材料。1998年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的GaAs太阳电池的转换效率为24.2%,为欧洲纪录。太阳电池转换效率最新的世界纪录是42.3%,这是2010年10月6日美国Spire半导体公司宣布的最新成果。该公司研发的三结GaAs太阳电池的峰值效率达到了42.3%,聚光条件相当于406个太阳砷化镓。

砷化镓(GaAs)太阳电池的原理和应用

GaAs属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料,其能隙为1.4eV,正好为高吸收率太阳光的值,因此是很理想的电池材料。GaAs的转换率一般为25%左右,其主要应用在太空,转换率最高可以达到35%以上,并且具有抗辐射的特性。一般说来,热能对GaAs的影响不大,GaAs等Ⅲ-Ⅴ族化合物薄膜电池的制备主要采用金属有机化合物化学气相沉积(Metal-organic Chemical Vapor Deposition,MOCVD)法和液相外延(Liquid Phase Epitaxis,LPE)技术,其中MOCVD方法制备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。1998年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的GaAs太阳电池的转换效率为24.2%,为欧洲纪录。另外,该研究所还采用堆叠结构制备GaAs、Gasb电池,该电池是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%。在此之前的世界纪录是波音全资子公司Spectrolab在2009年8月生产出的一款实验电池,聚光条件下转换率达到41.6%。太阳电池转换效率最新的世界纪录是42.3%,这是2010年10月6日美国Spire半导体公司宣布的最新成果。该公司研发的三结GaAs太阳电池的峰值效率达到了42.3%,聚光条件相当于406个太阳砷化镓。(www.xing528.com)

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