砷化镓太阳电池.ppt

神八采用的是高效三结***化镓太阳电池,发电效率远远高于过去使用的硅太阳电池
神八
一共两个太阳翼,每个太阳翼有四块太阳电池板,每块板的尺寸是一米五三乘两米,所以伸展出去有好几米长。
每一块板都布满了太阳电池。一共要有几千片太阳电池。太阳电池在船上翅膀上是通过串并联方式组成一个太阳电池阵,这个太阳电池阵在空间的时候,在光照期是为飞船的负载供电,同时为蓄电池充电,在阴影期,太阳电池就不能再发电了,就是通过蓄电池为负载供电。
神八的太阳电池都采三结***化镓这种新型的电池,原来从神一到神七采用的是硅太阳电池,他们俩最大的区别就是太阳电池发电效率。硅太阳电池,%的效率的太阳电池,现在神八和“天宫一号”%的高效的三节***化镓太阳电池。
6月16日18时49分,神舟九号飞船(下称“神九飞船”)发射12分钟后,在浩瀚太空中成功展开位于两侧的太阳能电池帆板,犹如神九飞船长出的一对美丽翅膀。事实上,这对太阳能电池帆板,正是神九飞船的“翅膀”,为其遨游太空并完成空间探测任务提供着不竭动力。
任务一、 GaAs太阳电池的发展历程及特点
任务二、 GaAs太阳电池的结构及制备工艺
课外任务检查
1、GaAs太阳电池的发展历程
2、GaAs太阳电池的材料性质 Ga As原子序数及电子排布
3、Ⅲ-V族化合物太阳电池与硅比较具有的特性有哪些?
世界上首次发现GaAs材料具有光伏效应
理论上估算,GaAs单结太阳电池的效率可达27%
Gobat等研制了第1个掺锌GaAs太阳电池
采用LPE(液相外延)技术引入GaAlAs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%
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
1954
1956
20世纪60年代
20世纪70年代
世纪80年代后
1、GaAs的发展历程
***化镓单晶在应用上曾遭受到不少挫折。
首先用它来作晶体管和二极管,结果其性能还赶不上硅和锗。到了60年代初,出现了耿氏微波二极管,人们曾寄希望于将此器件取代真空速调管,使雷达实现固体化。后终因输出功率太小而未能实现。
在改善计算机性能中,用***化镓制成了超高速电路,可以提高计算机的计算速度,这个应用十分诱人,但是后来开发出计算机平行计算技术,又给***化镓的应用浇了一飘冷水。
所以一直到90年代初期,***化镓的应用基本限于光电子器件和军事用途。
1、GaAs的发展历程——曲折
由于认识到其优异性能及其战略意义人们不断地对***化镓材料器件及应用进行研究与开拓,这些工作为今天的大发展打下了基础。
***化镓器件有分立器件和集成电路。现在集成电路已不是硅的一统天下,***化镓集成电路己占集成电路市场份额的2%强。
已获应用的***化镓器件有:
微波二极管,耿氏二极管、变容二极管等;
微波晶体管:场效应晶体管(FET).高电子迁移率晶体管(HEMT),异质结双极型晶体管(HBT)等;
集成电路:微波单片集成电路(MMIC )、超高速集成电路(VHSIC)等;
红外发光二极管:(IR LED); 可见光发光二极管(LED,作衬底用)
高效太阳电池;
霍尔元件等
1、GaAs的发展历程——黄金时代
移动电话在较高的频率下,***、功率效率高、噪声低等优点,而且频率愈高,两种器件在上述性能方面的差距愈大。所以现在移动通信成了***化镓微波电路的最大用户。
光纤通信在此种通信中光的发射是要用***化镓或***化镓基的激光二极管或发光二极管,由于移动通信和因特网的发展扩大了对光纤通信的需求。
汽车自动化首先获得应用的是全球定位系统,可以指示给驾驶员关于汽车的方位、合理的行车路线等信息,这也为汽车的无人驾驶提供了前提条件,这套系统主要靠***化镓的微波器件所支持的。
1、GaAs的发展历程——应用领域
太空高效太阳电池原来人造天体上所用的都是硅的太阳能电池。由于***化镓太阳能电池的工艺获得突破,现已证明,在太空中使用***化镓太阳能电池更为合理。最近发射和计划发射的人造天体多使用***化镓太阳能电池作能源。最引人注目的是美国发射的火星探路者,它使用了***化镓太阳能电池来驱动自动小车在火星上工作了30天。
军事应用在海湾战争和科索沃战争中,电子信息技术显示出巨大的威力,其中***化镓起了不可磨灭的作用。在相控阵雷达、电子对抗、激光描准、夜视、通信等方面,***化镓器件都起了关键的作用。现在各发达国家都在研究供军事用的***化镓材料与器件。
1、GaAs的发展历程——应用领域