当前位置:首页 > 光伏资讯 > 光伏技术 > 正文

美国可再生能源研究室:新技术可降低砷化镓电池的生产成本

来源:pv-magazine发布时间:2020-01-14 10:31:12

美国国家可再生能源实验室的一个团队提出了一种新工艺,可降低高效但昂贵的砷化镓电池的生产成本。

太平洋两岸的太阳能研究人员都将眼光投向太空,以寻求更理想的太阳能电池制造方式。在分别发布的两则消息中,中国组件制造商晶科太阳能和美国国家可再生能源实验室(NREL)不约而同地探索在太空当中的光伏生产技术,以便提高地球上的太阳能发电效率。 在NREL,研究人员声称在III-V电池技术方面取得了突破,他们表示这种高效但非常昂贵的电池的成本是可以显著降低的。这个团队透露,他们已经在氢化物气相外延反应器中生长出磷化铝铟(AlInP)和磷化铝镓铟(AlGaInP)。

III-V型太阳能电池得名于这些材料在元素周期表中的族系位置,通常用于比如为卫星或火星探测器供电等太空应用。它们比地球上使用的基于硅晶片的电池更高效,但价格却非常昂贵。

外延法的成本问题

生产成本主要来自于每个电池两小时的金属有机气相外延(MOVPE)生产过程。这个过程涉及在单腔室中将几种化学蒸汽沉积在基板上。

NREL提出了一种借助动态氢化物气相外延(D-HVPE)工艺的分部式解决方案,将所需时间缩短到每个电池不到一分钟。然而由于不能掺入铝元素层意味着电池效率下降。 通过D-HVPE技术,NREL能够使用砷化镓(GaAs)和磷化铟镓(GaInP)来制造太阳能电池——将后者作为“窗口层”来钝化正面,同时允许光穿过砷化镓吸收层。但是,磷化铟镓层不像可以在MOVPE反应器中轻松生长的磷化铝铟层那样透明。

采用磷化铝铟窗口层,用MOVPE方法生长的砷化镓太阳能电池的世界效率记录现为29.1%。而采用磷化铟镓的替代方案,通过HVPE生长的太阳能电池的最大效率估计能达到27%。

各自取得进展

NREL材料应用与性能中心的科学家,重点关注这项新研究的论文主要作者Kevin Schulte表示:“有大量文献表明,我们永远无法利用氢化物气相外延技术生长这些化合物。这是很多III-V企业采用[MOVPE]的原因之一,它才是占主导地位的III-V生长技术。”Schulte在谈到这一最新进展时补充说:“这项创新会改变一切。” NREL团队表示,他们一直在通过技术逐步进步来改善砷化镓电池的经济性。首先,D-HVPE工艺降低了成本,现在铝层生长意味着效率的提高。科学家认为,通过将铝添加到D-HVPE混合物中,他们应该能够实现与MOVPE太阳能电池同等的效率水平。

去年,这个实验室采用D-HVPE技术生产出效率达25.3%的砷化镓电池。NREL战略能源分析中心技术经济分析小组的成员Kelsey Horowitz认为,借助一些调整,大规模制造的D-HVPE电池可以实现0.20-0.80美元/瓦的电力成本。他还表示诸如电动汽车集成、强度不足以支持硅光伏阵列的屋顶系统,以及便携式或可穿戴式太阳能电池板等应用也可以实现这一成本水平。她表示:“可以容忍更高价格的中间市场是存在的。”

NREL国家光伏中心的高级科学家Aaron Ptak主张:“HVPE技术是一种更便宜的工艺。现在我们已经实现了与其他方法一样能实现相同效率,但是更便宜的技术。以前我们虽然价格更低,但效率却无法相比。如今我们终于有可能实现同样的效率,但造价更低廉。”

特别声明:
凡本网注明来源: "索比光伏网或索比咨询"的所有作品,均为本网站www.solarbe.com合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。

经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明来源: "索比光伏网或索比咨询"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
推荐新闻
美国可再生能源研究室:新技术可降低砷化镓电池的生产成本

美国可再生能源研究室:新技术可降低砷化镓电池的生产成本

美国国家可再生能源实验室的一个团队提出了一种新工艺,可降低高效但昂贵的砷化镓电池的生产成本。太平洋两岸的太阳能研究人员都将眼光投向太空,以寻求更理想的太阳能电池制造方式。在分别发布的两则消息中,中国组

砷化镓电池太阳能电池光伏成本
2020-01-14
突破不可能!NREL实现低成本砷化镓电池

突破不可能!NREL实现低成本砷化镓电池

砷化镓GaAs电池一直被认为效率最高的光伏电池。然而,由于其高昂的制造成本,砷化镓电池只配航天空间站拥有,地面光伏电站从未奢想过。然而,这个宿命,似乎正在被NREL的科学家打破。根据TestPV对光伏电池前沿技术的

砷化镓电池太阳能电池光伏
2019-12-23
汉能宣布扩大砷化镓电池产能,巩固航空航天高附加值市场领先地位

汉能宣布扩大砷化镓电池产能,巩固航空航天高附加值市场领先地位

日前,汉能旗下美国子公司Alta Devices(阿尔塔设备公司)宣布将扩大砷化镓太阳能电池生产规模,以满足市场对小型卫星(SmallSat)日益增长的巨大需求。

汉能砷化镓电池
2019-08-10
Chem. Eng. J: 无机HTM19.0%高效!Cu2GeS3提高碳电极钙钛矿太阳能电池的性能

Chem. Eng. J: 无机HTM19.0%高效!Cu2GeS3提高碳电极钙钛矿太阳能电池的性能

空穴传输层(HTL)对于提高钙钛矿太阳能电池(PSC)的功率转换效率(PCE)和器件稳定性至关重要,特别是对于基于碳电极的PSC(C-PSC)。与大量可用于基于金属电极的PSC的有机HTL相比,用于C-PSC的无机HTL相对稀缺。

钙钛矿太阳能电池
2024-04-23
总投资50亿元!北建能源4GW异质结电池+3GW组件落户呼和浩特

总投资50亿元!北建能源4GW异质结电池+3GW组件落户呼和浩特

4月17日,呼和浩特经济技术开发区与辽宁北建能源发展有限公司签署高效太阳能电池组件智慧工厂项目协议。经开区党工委副书记、管委会主任塔拉出席签约仪式。

北建能源太阳能电池
2024-04-22
光伏电池技术:TOPCon、HJT、钙钛矿、IBC,各自的原理、特点优势以及应用场景

光伏电池技术:TOPCon、HJT、钙钛矿、IBC,各自的原理、特点优势以及应用场景

一、TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)技术1,原理与特点:TOPCon技术是一种基于选择性载流子原理的太阳能电池技术。它通过在电池表面添加一层超薄的二氧化硅(1~2nm)和一层掺杂的多晶硅层,形成钝化接触结构

太阳能电池技术
2024-04-17
什么是异质结太阳能电池?具体的工艺流程有哪些?

什么是异质结太阳能电池?具体的工艺流程有哪些?

异质结太阳能电池,全称为晶体硅异质结太阳能电池,是一种结合了晶体硅电池与薄膜电池优势的新型太阳能电池技术。它通过在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,实现了光电转化效率提升潜力高、更大的降成本空间、更高的双面率、

异质结太阳能电池
2024-04-16
2021年光伏成本上涨 全球企业仍签下更多的光伏装机容量

2021年光伏成本上涨 全球企业仍签下更多的光伏装机容量

彭博新能源财经报道,2021年有 67 家公司加入了 RE100(100%可再生能源倡议),总计有 355 家公司承诺使用 100%可再生能源。2021年全球企业采购可再生能源合同的容量创下了 31GW 的新纪录。其中大部分产能是在美洲采购

光伏发电光伏装机光伏成本
2022-02-21
中国2030风电光伏目标还有巨大提升空间

中国2030风电光伏目标还有巨大提升空间

2020年12月,习近平主席在气候雄心峰会上宣布,到2030年,中国风电、太阳能发电总装机容量将达到1200吉瓦以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。对于中国的2060年碳中和愿景来说,这一组2030年目标是其

光伏装机量光伏成本光伏发电
2021-02-05
为什么可再生能源成本下降如此之快?

为什么可再生能源成本下降如此之快?

世界经济论坛网站发表牛津大学学者Max Roser的文章,题目是:Explained: why renewables became so cheap sofast(解释:为什么可再生能源成本下降如此之快?)长期以来,化石燃料一直主宰着全球能源行业,原因有一个:

可再生能源光伏发电光伏成本
2020-12-08
英国政府大幅下调对光伏风电成本预测,2025年仅为燃气发电的一半

英国政府大幅下调对光伏风电成本预测,2025年仅为燃气发电的一半

英国政府商业、能源和工业战略部(BEIS)发布发电成本报告,大幅下调了对风电和太阳能发电的平准化成本预测。2013年英国政府曾预计2025年投运的光伏成本为89英镑/兆瓦时;2016年英国政府的预计下调了25%,降至67英镑/兆

太阳能天然气光伏成本
2020-09-02
返回索比光伏网首页 回到美国可再生能源研究室:新技术可降低砷化镓电池的生产成本上方
关闭
关闭