性薄膜太阳能电池组件如图以砷化镓材料为代表的 III-V 族太阳能电池有一个共同的缺点,即材料密度 大,同样的厚度比硅太阳能电池重量重。
因而砷化镓太阳能电池的效率尽管很高, 但质量比功率并不
]。但是现在这些市场上主流的柔性薄膜太阳能电池的光电转换 效率都相对较低,很难满足航天领域大功率器件的工作需求。
砷化镓材料具有直接能带隙,是典型的 III-V 族化合物半导体材料,其带隙宽度为
太阳能并网集成技术。具体内容如下:
1、光伏发电技术研发(21个项目,总额2360万美元)
光伏联合研发项目:研发并验证使用低温和超声波加工III-V族化合物晶圆工艺的可行性,以代替金属切割减少材料浪费
电池性能;III-V族太阳电池衬底的回收再利用技术研发,降低制造成本;开发高性能的发射极和背面钝化CdTe电池,并研究其局域的载流子动力学行为;开发新型、低成本、环保型的天然石英石转变高纯硅的生产技术
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
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
,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
对光伏电池前沿技术的关注发现,NREL的科学家最近成功地用一种从未实现过的方法,制造出低成本的砷化镓材料,有望大幅降低其成本,最终实现在地面光伏电站的应用。
III-V族的平民梦想
砷化镓,由于其
AlGaInP,可以提高砷化镓电池的发电效率,科学家希望这些元素是降低砷化镓电池成本的好办法。
生长砷化镓等III-V族元素的方法一直以来有HVPE(氢化物气相外延)和MOVPE(金属有机气相外延)两种
氧化物阳极材料(比如III-V族半导体)在水溶液环境下很不稳定,而常见的氧化物又很难在可见光下展现出高效的太阳能产氢效率;光伏过程对材料本身光学和电学性质要求较高,一般需要有合适带隙(1.0-1.6
团队,最近展示了他们开发的新型太阳能水分离电池,其效率可达19.3%。 研究人员表示III-V族半导体的串联太阳能电池与铑纳米颗粒及结晶二氧化钛催化剂的组合推动了效率的提高,声称通过将电池浸入水介质
美国国家可再生能源实验室(NREL)开发出了一种在III-V族元素中使用砷化镓和其他化合物生产光伏电池的改进方法。这些材料以效率极高而著称,但其昂贵的生产成本意味着它们的使用仅限于卫星和无人飞行器等
小卫星应用。
虽然非常高效,但III-V太阳能电池生产成本非常昂贵,目前仅使用于一些利基应用中。
NREL的科学家们目前已经找到了改进III-V族电池生产的方法,这一工艺被称为氢化物气相外延
隙为1eV的III-V族材料。Solar Junction的光伏电池产品结合了该公司的可调光谱晶格匹配(A-SLAM)专利技术,优化了光伏电池的光谱,使电池的转换效率和可靠性得到最大程度的提升。
理论上来说,双结叠层电池技术可以将晶硅太阳能电池的效率提高12%(绝对值)那么,双结叠层电池技术能为量产太阳能电池效率带来又一次飞跃吗?
采用III-V族半导体的双结叠层电池或多结电池已被证明
具有超高潜力:其实验室效率已超过46%,量产效率约为40%。不过,III-V族半导体技术极其昂贵。其中,仅晶片成本就已经是硅片的200倍以上。因此,只有将太阳光的聚光量提高500倍左右,该技术才具有