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文档分类:研究报告

砷化镓太阳能光伏电池发展现状分析(精品).doc


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砷化镓太阳能光伏电池发展现状分析(精品).doc
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***化镓太阳能光伏电池发展现状分析(精品).doc碑化镣太阳能光伏电池发展现状分析
一、不申化镣电池基本介绍
近年来,太阳能光伏发电在全球取得长足发展。常用光伏电池一般为多晶硅和单晶硅电 池,然而由于原材料多晶硅的供应能力有限,加上国际炒家的炒作,导致国际市场上多晶硅 价格一路攀升,最近一年来,由于受经济危机影响,价格有所下跌,但这种震荡的现状给光 伏产业的健康发展带来困难。目前,技术上解决这一困难的途径有两条:一是采用薄膜太阳 电池,二是采用聚光太阳电池,减小对原料在量上的依赖程度。常用薄膜电池转化率较低, 因此新型的高倍聚光电池系统受到研究者的重视[1]。聚光太阳电池是用凸透镜或抛物面镜 把太阳光聚焦到几倍、几十倍,或几百倍甚至上千倍,然后投射到太阳电池上。这时太阳电 池可能产生出相应倍数的电功率。它们具有转化率高,电池占地面积小和耗材少的优点。高 倍聚光电池具有代表性的是碑化镣(GaAs)太阳电池。
GaAs属于III-V族化合物半导体材料,其能隙与太阳光谱的匹配较适合,且能耐高温。 与硅太阳电池相比,GaAs太阳电池具有较好的性能[2]。
二、 碎化掾电池与硅光电池的比较[3]
仁光电转化率:
碑化镣的禁带较硅为宽,使得它的光谱响应性和空间太阳光谱匹配能力较硅好。目前, 硅电池的理论效率大概为23%,而单结的碑化镣电池理论效率达到27%,而多结的碑化镣电 池理论效率更超过50% -
2、耐温性
常规上,碑化臻电池的耐温性要好于硅光电池,有实验数据表明,碑化镣电池在250°C 的条件下仍可以正常工作,但是硅光电池在200°C就已经无法正常运行。
3、机械强度和比重
碑化镣较硅质在物理性质上要更脆,这一点使得其加工时比容易碎裂,所以,目前常把 其制成薄膜,并使用衬底(常为Ge[错]),来对抗其在这一方面的不利,但是也增加了技术 的复杂度。
三、 碑化镣电池的技术发展现状
仁历程
GaAs太阳电池的发展是从上世纪50年代开始的,至今已有已有50多年的历史。1954 年世界上首次发现GaAs材料具有光伏效应。在1956年,LoferskiJ.J.和他的团队探讨了制 造太阳电池的最佳材料的物性,他们指出Eg在1.2〜1.6eV范围内的材料具有最高的转换效 率。(GaAs材料的Eg=1.43eV,在上述高效率范围内,理论上估算,GaAs单结太阳电池 的效率可达27%)。20世纪60年代,Gobat等研制了第1个掺锌GaAs太阳电池,不过转化 率不高,仅为9%〜10%,远低于27%的理论值。20世纪70年代,IBM公司和前苏联Ioffe 技术物理所等为代表的研究单位,采用LPE(液相外延)技术引入GaAIAs异质窗口层,降低 了
GaAs表面的复合速率,使GaAs太阳电池的效率达16%。不久,美国的 HRL(HughesResearchLab)及Spectrolab通过改进了 LPE技术使得电池的平均效率达到 18%,并实现了批量生产,开创了高效率碎化镣太阳电池的新时代[4]。从上世纪80年代后, GaAs太阳电池技术经历了从LPE到MOCVD,从同质外延到异质外延,从单结到多结叠 层结构的几个发展阶段,其发展速度日益加快,效率也不断提高,目前实验室最高效率已达 到50% (来自IBM公司数据),产业生产转化率可达30%以
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  • 上传人小雄
  • 文件大小88 KB
  • 时间2021-07-29