砷化镓太阳能电池

《砷化镓太阳能电池》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、砷化镓太阳能电池砷化镓简介一种重要的半导体材料。由于其电子迁移率比硅大5～6倍，故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。砷化镓是半导体材料中,兼具多方面优点的材料,但用它制作的晶体三极管的放大倍数小，导热性差，不适宜制作大功率器件。虽然砷化镓具有优越的性能，但由于它在高温下分解，故要生长理想化学配比的高纯的单晶材料，技术上要求比较高。据专家介绍，砷化镓可在一块芯片上同时处理光电数据，因而被广泛应用于遥控、手机、DVD计算机外设、照明等诸多光电子

2、领域。另外，因其电子迁移率比硅高6倍，砷化镓成为超高速、超高频器件和集成电路的必需品。砷化镓单晶片的价格大约相当于同尺寸硅单晶片的20至30倍。尽管价格不菲，目前国际上砷化镓半导体的年销售额仍在10亿美元以上。２０世纪８０年代初，技术专家认为砷化镓将在制造半导体中最终取代硅。这是因为电子在砷化镓中运动的速度比在硅中运动的速度快５至１０倍。但砷化镓比较难于制造和加工，在它上面组装晶体管不能像在硅片上那样密集，价格也高。以上来自百度百科　　GaAs属于III-V族化合物半导体材料，其能隙与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高。与硅太阳电池相

3、比，GaAs太阳电池具有较好的性能光电转化率砷化镓的禁带较硅为宽，使得它的光谱响应性和空间太阳光谱匹配能力较硅好。目前，硅电池的理论效率大概为23％，而单结的砷化镓电池理论效率达到27％，而多结的砷化镓电池理论效率更超过50％。目前全世界专业制作砷化镓聚光电池的工厂有美国的Emcore，SpectroLab（波音的子公司）和德国的AzurSpace等，中国的产业化推广还未成形。单结，多结砷化镓电池的区别砷化镓太阳能电池包括单结砷化镓太阳能电池和多结砷化镓太阳能电池，单结砷化镓太阳能电池的平均光电转换效率约为20%，目前多结砷化镓太

4、阳能电池以三结为主，国际上光电转化效率最高的空间用三结砷化镓太阳能电池产品的实验室光电转化效率约为32%，地面用三结砷化镓聚光电池的实验室光电转化效率为40.7%，三结砷化镓太阳能电池已凭借高光电转换效率、高抗辐射能力等优势取代了单结砷化镓太阳能电池，代表了砷化镓太阳能电池的发展方向。单结砷化镓太阳能电池与三结砷化镓太阳能电池虽然原材料基本相同，但单结砷化镓太阳能电池只有一个P-N结，一般只需要生长6-7层外延；三结砷化镓太阳能电池有三个P-N结，一般需要生长近30层外延，外延结构复杂程度成倍增加。外延结构的设计、每一层外延生长质

5、量都直接影响整个砷化镓太阳能电池的性能。单结砷化镓太阳能电池与三结砷化镓太阳能电池的差异还主要体现在产品性能指标上：一般情况下，单结砷化镓太阳能电池的电压为1伏特，而三结砷化镓太阳能电池的电压可达到2.6伏特；单结砷化镓太阳能电池的光电转化效率约为20%，而三结砷化镓太阳能电池的光电转化效率可达到28%-29%。国内太阳能电池行业发展现状2007-2008年，我国连续两年成为全球太阳能电池产量最大的国家；截至2008年底，我国光伏发电累计装机总量已超过20万千瓦、太阳能光伏产业规模已突破1,000亿元，但我国的太阳能电站发电装机容

6、量占全球比例不足1%。在产品结构上，目前国内用于发电的太阳能电池中仍以晶体硅太阳能电池为主，市场份额达90%；非晶硅薄膜太阳能电池发展迅速，市场份额占到6-7%；砷化镓等化合物太阳能电池和纳米太阳能电池等处于产业化初期阶段，目前市场份额较小，但未来发展空间较大。入砷化镓太阳能电池领域的主要壁垒进入砷化镓太阳能电池领域的主要壁垒有：技术壁垒、资本壁垒和客户资源壁垒。1、技术壁垒砷化镓太阳能电池制造技术是集物理设计、工艺实施、设备、测试于一体的综合技术，特别是三结砷化镓太阳能电池外延片需要生长数十层外延材料。电池生产过程的工艺实施需要

7、解决多个关键技术难题，每一项技术的应用都对电池性能具有决定意义；对MOCVD外延炉及其他产品测试设备的掌握，同样影响着产品的生产效率与质量。每一个参数、每一项技术都是技术实力的积累与体现，没有足够的技术积累、没有足够的研发能力，是无法进入砷化镓太阳能电池领域的。2、资本壁垒太阳能电池行业产业链包括电池原材料制造、电池外延片生长、太阳能电池芯片、太阳能电池组件和太阳能光伏系统等多个阶段，每个阶段又有诸多工序，各道工序都需要专业甚至特制的设备、工具，建设完整的生产线投资巨大，外延生长所需的AIXTRON2800型号的MOCVD外延炉单

8、台售价即超过人民币1,500万元，进入行业的资本壁垒明显。3、客户资源壁垒随着太阳能电池技术进步，电池寿命不断延长，先进入市场意味着将拥有更多的客户资源，替代成本较高也使得企业客户具有相当强的稳定性。空间用砷化镓太阳能电池因其用途特殊，客户高度集中