砷化镓太阳能电池
薄膜份额两起两落，BIPV或驱动新一轮扩张
薄膜太阳能电池(以下简称薄膜电池)是晶硅电池之后的第二代太阳能电池，起源于上世纪70年代，其在全球光伏电池出货量中占比最高曾达30%以上，是光伏发展历史
中具有浓墨重彩的一部分。薄膜电池按材料种类不同可分为硅基(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)、砷化镓(GaAs)薄膜电池等，其中碲化镉薄膜电池组件是商业化最成功的一种，也是在全球光伏
，表明与 n 型 Cz 晶片的质量相同。在这些EpiWafers上处理的太阳能电池产生了20%的光电转化效率，太阳能电池的短路电流为 39.6 mA/cm 2，这一结果被Fraunhofer ISE
EpiWafer的快速进展，创造了外延生长硅太阳能电池的世界效率纪录。在NexWafe看来，一项改变游戏规则的技术正在诞生，它将通过以极具竞争力的价格提供高质量的插入式单晶外延晶片，加速了市场向高效组件的转变
的光伏组件，从而降低成本。
砷化镓GaAs电池一直被认为效率最高的光伏电池，由于其在元素周期表上的位置也得名为III-V太阳能电池，其超高的光电转化效率让它在空间应用中常用。今年8月
挪威科技大学(NTNU)的研究人员开发出一种新型的超高效光伏电池材料，其效率有望比目前的光伏组件提高一倍以上。
在ACS光子学杂志上发表的一篇论文中，研究人员发现使用砷化镓(GaAs)制造的
的光伏组件，从而降低成本。
砷化镓GaAs电池一直被认为效率最高的光伏电池，由于其在元素周期表上的位置也得名为III-V太阳能电池，其超高的光电转化效率让它在空间应用中常用。今年8月
挪威科技大学(NTNU)的研究人员开发出一种新型的超高效光伏电池材料，其效率有望比目前的光伏组件提高一倍以上。
在ACS光子学杂志上发表的一篇论文中，研究人员发现使用砷化镓(GaAs)制造的
太阳能电池的效率。 砷化镓因其非凡的光吸收和电气特性而成为制造高效太阳能电池的最佳材料，通常用于制造太空太阳能电池板。然而，高质量砷化镓太阳能电池组件的制造成本相当高。近年来人们意识到，与标准平面太阳能电池
的研究热潮。在随后的几十年间，多种薄膜电池材料被开发了出来，如硒化镉、锑化铟、碲化镉、铜铟镓硒、非晶体硅、砷化镓、以及近年来大热的钙钛矿等等。
在NREL的太阳能电池效率追踪表中可以看到钙钛矿电池在
近10年内发展迅速，目前实验室效率已经在20%以上，或将成为近几年最有希望大规模应用的薄膜电池技术，目前钙钛矿产业化技术较为成熟的企业有杭州纤纳、协鑫光电等等。紧随其后的是碲化镉与铜铟镓硒太阳能电池
在砷化镓衬底上的沉积条件进一步改善。一种在微电子领域已经很成熟的直接晶片键合工艺，被用于制造单片多结太阳能电池。 在初始步骤中在砷化镓衬底上沉积 III-V 族层，再在高真空室中使用离子束对表面进行脱氧
生长技术大大缩短了制作太阳能电池的时间，有望带来工艺成本的大幅下降，使砷化镓电池大规模商用成为可能。同时，砷化镓是目前最为成熟的化合物半导体材料，在5G手机射频和光电子领域占据主导地位。根据权威报告
《科学进展 - Science Advances》杂志最近发布的一篇论文显示，三层不同铁电晶体(在这种情况下是钛酸钡、钛酸锶和钛酸钙)的晶格排列，让太阳能电池的光伏效应提高1,000倍
重新排列，不同材料的超薄层结合起来产生了强大的太阳能光电效应，能升1,000 倍。
目前大多数太阳能电池都是硅基结构，研究认为，硅基太阳能的理论光电效率大约在29%左右，目前已接近极限。为了
太阳能电池，砷化镓GaAs电池一直被认为效率最高的光伏电池，其超高的光电转化效率让它在空间应用中常用。 图：砷化镓外延片 由于砷化镓高昂的制造成本，地面光伏电站极少使用
