砷化镓太阳能光伏电池发展现状分析(精品).doc

砷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， 造太阳电池的最佳材料的物性，〜 率。（GaAs材料的Eg=,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%以上。
2、几项基本技术介绍
GaAs生产方式有