III-V 薄膜在太阳能光伏中的应用
发布时间:2013-01-11     来源: solarzoom
本文摘要:随着近几年来国际上对替代能源和可再生能源的兴趣日益高涨,太阳能光伏市场也在迅速扩大,当前由晶体硅太阳能电池占据市场的主导地位。...

   太阳能电池效率的新水平

  受控化学前驱物规定作为使能技术的影响,通过III-V薄膜太阳能电池领域的发展得以显现,如前所述,通过使用高纯度产品可达到记录新高的效率。此类化学品的可靠供给使工艺和设备优化更具信心,可以在用以确定设备改进的实验参数的范围内精确和反复地控制薄膜结构的构成。基于外延III-V半导体的单块多结太阳能电池,经过多年的发展,其纯度和结晶度已达到非常高的水平。这一点可以从这段时间内最为成功的一些设计在效率方面的提高得以证实。最新的由磷化镓铟(Ga0.35In0.65P)、镓砷化铟(Ga0.83In0.17As)和锗(Ge)构成的三PN-结,分别可吸收300-780纳米,最高达1020纳米和1880纳米的阳光,据预测,这种三PN-结组合对将地面太阳光谱转换为电能特别有利。

  图8为FraunhoferISE生产的一种新型破纪录的太阳能电池,这种电池的电池面积为5.09mm2,在454倍太阳强度的情况下整体工作效率为41.1%。这种电池设计的一个关键优势是,可以在浓度更高和同时保持高效率(37.6%@C=1700)的情况下运作,但是,该功能高度取决于所有单独层和界面的完美结构,以避免电荷陷阱和更多的问题缺陷扩大。该方法引起的质量降低可能导致使用寿命缩短,这对于商用设备来说是不可接受的,因此沉积技术以通过多层结构外延获得高质量为重点。

  结论

  最后,我们可以看出,要使太阳能电池效率获得破纪录的数值,并使电池性能在未来得到持续改进,则必须完善的制备多达40个单独层的复杂结构。因此,拥有确保前驱物高纯度和高容量情况下高可控性的前驱物运送能力和强劲的增长工艺,是至关重要的。通过放大这些流程以保持性能,可降低生产成本。另外,III-V材料系统使用非常薄的薄膜,能够在高浓度情况下保持高效能力,这点对于减少转换工艺所需的量方面特别有吸引力。如此可以进一步降低未来发电的成本,有助于推动该技术打入太阳能光伏解决方案的前沿,成为全球替代能源。

 

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