GaAs太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)演示文稿

GaAs太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)優(yōu)選GaAs太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)ppt目前二頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)在傳統(tǒng)單結(jié)太陽(yáng)電池的設(shè)計(jì)上，通常要選用帶隙大小位于整個(gè)太陽(yáng)輻射光譜中間的材料，才可達(dá)到最大的理論效率。也就是說(shuō)，最佳的太陽(yáng)電池材料的帶隙約為1.4～1.5eV之間。這些單結(jié)的太陽(yáng)電池材料的理論效率都在30%以下。目前三頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)由于單結(jié)太陽(yáng)電池只能吸收和轉(zhuǎn)換特定光譜范圍的太陽(yáng)光，因此能量轉(zhuǎn)換效率不高。多結(jié)太陽(yáng)能電池，按帶隙寬度大小從上至下疊合起來(lái)，選擇性的吸收和轉(zhuǎn)換太陽(yáng)光譜的不同能量，就能大幅度提高電池的轉(zhuǎn)換效率。多結(jié)太陽(yáng)電池的設(shè)計(jì)1、GaAs太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)多結(jié)太陽(yáng)能電池可以選擇性的吸收和轉(zhuǎn)換太陽(yáng)光譜的不同能量，大幅度提高電池轉(zhuǎn)換效率。多結(jié)太陽(yáng)能電池，越上層的電池帶隙越大。目前四頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)目前五頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)1、GaAs太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)單結(jié)GaAs/Ge太陽(yáng)電池為了克服GaAs/GaAs太陽(yáng)電池機(jī)械強(qiáng)度較差、易碎的缺點(diǎn)，1983年起逐步采用Ge替代GaAs制備為襯底。目前六頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)1、GaAs太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)多結(jié)GaAs/Ge太陽(yáng)電池討論分析1、帶隙排列？2、為什么制備多結(jié)？目前七頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)1、GaAs太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)多結(jié)GaAs/Ge太陽(yáng)電池多結(jié)GaAs電池，按帶隙寬度大小疊合，可以選擇性的吸收和轉(zhuǎn)換太陽(yáng)光譜的不同能量，大幅度提高光電轉(zhuǎn)換。理論計(jì)算表明：雙結(jié)GaAs太陽(yáng)電池的極限效率為30%，三結(jié)GaAs太陽(yáng)電池的極限效率為38%，四結(jié)GaAs太陽(yáng)電池的極限效率為41%。目前八頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)小結(jié)單結(jié)太陽(yáng)電池，通常要選用帶隙大小位于整個(gè)太陽(yáng)輻射光譜中間的材料，才可達(dá)到最大的理論效率。多結(jié)太陽(yáng)能電池，可以選擇性的吸收和轉(zhuǎn)換太陽(yáng)光譜的不同能量，大幅度提高電池的轉(zhuǎn)換效率。多結(jié)太陽(yáng)能電池中，越上層的電池帶隙越大。多結(jié)太陽(yáng)能電池中，越下層的電池帶隙越小。目前九頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)LPE是NELSON在1963年提出的一種外延生長(zhǎng)技術(shù)。其原理是以低熔點(diǎn)的金屬(如Ga、In等)為溶劑,以待生長(zhǎng)材料(如GaAs、Al等)和摻雜劑(如Zn、Te、Sn等)為溶質(zhì),使溶質(zhì)在溶劑中呈飽和或過(guò)飽和狀態(tài),通過(guò)降溫冷卻使溶質(zhì)從溶劑中析出,結(jié)晶在襯底上,實(shí)現(xiàn)晶體的外延生長(zhǎng)。

2、GaAs太陽(yáng)電池兩種制造技術(shù)LPE（liquidphaseepitaxy）技術(shù)——液相外延目前十頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)LPE技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：LPE設(shè)備成本較低,技術(shù)較為簡(jiǎn)單,可用于單結(jié)GaAs/GaAs太陽(yáng)電池的批量生產(chǎn)。異質(zhì)界面生長(zhǎng)無(wú)法進(jìn)行、多層復(fù)雜結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)難以實(shí)現(xiàn)，外延層參數(shù)難以精確控制,這限制了GaAs太陽(yáng)電池性能的進(jìn)一步提高。20世紀(jì)90年代初，國(guó)外已基本不再發(fā)展該技術(shù)，但歐、俄、日等地區(qū)和國(guó)家仍保留LPE設(shè)備,用于研制小衛(wèi)星電源。

目前十一頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)MOCVD是MANASEVIT在1968年提出的一種制備化合物半導(dǎo)體薄層單晶的方法。其原理是采用Ⅲ族、Ⅱ族元素的金屬有機(jī)化合物Ga(CH3)3、Al(CH3)3、Zn(C2H5)2等和Ⅴ族、Ⅵ族元素的氫化物(PH3、AsH3、H2Se)等作為晶體生長(zhǎng)的源材料,以熱分解的方式在襯底上進(jìn)行氣相沉積(氣相外延),生長(zhǎng)Ⅲ-Ⅴ族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體及其三元、四元化合物半導(dǎo)體薄膜單晶。MOCVD（metal-organicchemicalvapordeposition）技術(shù)——金屬有機(jī)化學(xué)氣相外延2、GaAs太陽(yáng)電池兩種制造技術(shù)目前十二頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)目前十三頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)小結(jié)GaAs太陽(yáng)電池有兩種制備技術(shù)，為L(zhǎng)PE和MOCVD。LPE（liquidphaseepitaxy）為液相外延法；MOCVD（metal-organicchemicalvapordeposition）金屬有機(jī)化學(xué)氣相外延法。目前十四頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)70年代中期至90年代中期國(guó)內(nèi)均采用LPE技術(shù)研制GaAs電池。

90年代中期國(guó)內(nèi)開(kāi)始采用MOCVD技術(shù)研制GaAs電池。

在1988年9月發(fā)射的FY21A星上,進(jìn)行了我國(guó)首次GaAs電池的衛(wèi)星標(biāo)定試驗(yàn)。在1990年9月

發(fā)射的FY21B星上,進(jìn)行了4W組合件的電功率輸出試驗(yàn)。2001年1月發(fā)射的“神舟3號(hào)”飛船和2002年5月發(fā)射的“海洋21”衛(wèi)星上,進(jìn)行了單結(jié)GaAs電池的搭載試驗(yàn)。3、GaAs太陽(yáng)電池國(guó)內(nèi)外應(yīng)用目前十五頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)1970年和1973年前蘇聯(lián)發(fā)射的“月行器”Ⅰ、Ⅱ宇宙飛船上裝有實(shí)驗(yàn)用GaAs電池。1984年在“禮炮7號(hào)”飛船的主帆板上安裝了1個(gè)GaAs電池方陣。1983年美國(guó)休斯公司在LIPSⅡ衛(wèi)星上安裝了由1800片2cm×2cmGaAs電池組成的方陣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1986年前蘇聯(lián)發(fā)射的“和平號(hào)”軌道空間站,裝備了10kW單結(jié)GaxAlxAs/GaAs

異質(zhì)界面電池,方陣面積比功率達(dá)到180W/m2。1988年初日本發(fā)射的CS23通信衛(wèi)星這是首顆采用多結(jié)電池的商業(yè)衛(wèi)星。2002年6月美國(guó)發(fā)射的GalaxyI2IIC衛(wèi)星采用了美光譜實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的、效率高達(dá)26.5%的改進(jìn)型三結(jié)GaInP2/GaAs/Ge太陽(yáng)電池。

3、GaAs太陽(yáng)電池國(guó)內(nèi)外應(yīng)用目前十六頁(yè)\總數(shù)十七頁(yè)\編于十三點(diǎn)總結(jié)單結(jié)太陽(yáng)電池，通常要選用帶隙大小位于整個(gè)太陽(yáng)輻射光譜（）的材料，才可達(dá)到（）的理論效率。多結(jié)太