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砷化镓(GaAs)太阳电池的发展是从上世纪50年代开始的,至今已有已有50多年的历史。1954年世界上首次发现GaAs材料具有光伏效应。在1956年,LoferskiJ.J.和他的团队探讨了制造太阳电池的最佳材料的物性,他们指出Eg在1.2~1.6eV范围内的材料具有最高的转换效率。目前实验室GaAs电池的效率最高已经能够达到50%。
GaAs太阳电池是一种Ⅲ~Ⅴ族化合物半导体太阳电池,与Si太阳电池相比,其特点为:
(1)转换效率高。
GaAs的禁带宽度相比于Si要宽,光谱响应特性与太阳光谱的匹配度也比Si要好。所以,GaAs太阳能电池的光电转化效率要高于Si太阳能电池。Si电池的理论效率仅为23%,而单节的GaAs电池理论效率为27%,而多节GaAs的电池理论效率更是高达50%。
(2)可以制成超薄型电池。
GaAs是直接带隙半导体,而Si是间接带隙半导体,在可见光到红外的光谱内,GaAs的吸收效率要远远高于Si。同样吸收95%的太阳光,Si需要150μm以上的厚度,但是GaAs只需要5μm~10μm,用GaAs制成的太阳能电池,在质量上可以大大减轻。
(3)耐高温
GaAs的本征载流子浓度低,GaAs太阳电池的最大功率温度系数(-2×10-3℃-1)较低比Si(-4.4×10-3℃-1)太阳电池小很多。200℃时,Si太阳电池已不能工作,而GaAs太阳电池的效率仍有约10%。这使得GaAs电池可以在聚光领域有很好的应用。
(4)抗辐射性能好
GaAs少子寿命短,在离结几个扩散度外产生的损伤,对光电流和暗电流均无影响。因此,其抗高能粒子辐照的性能优于间接禁带的Si太阳电池。在电子能量为1MeV,通量为1×1015个/cm2辐照条件下,辐照后与辐照前太阳电池输出功率比,GaAs单结太阳电池>0.76,GaAs多结太阳电池>0.81,而BSFSi太阳电池仅为0.70。
(5)可制成效率更高的多结叠层太阳电池
随着MOCVD技术的日益完善,Ⅲ~Ⅴ族三元、四元化合物半导体材料(GaInP、AlGaInP、GaInAs)的生长技术取得重大突破,为多结叠层太阳电池研制提供了多种可供选择的材料。
砷化镓电池与硅光电池的比较
1、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。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%。
2、耐温性
常规上,砷化镓电池的耐温性要好于硅光电池,有实验数据表明,砷化镓电池在250℃的条件下仍可以正常工作,但是硅光电池在200℃就已经无法正常运行。
3、机械强度和比重
砷化镓较硅质在物理性质上要更脆,这一点使得其加工时比容易碎裂,所以,常把其制成薄膜,并使用衬底(常为Ge[锗]),来对抗其在这一方面的不利,但是也增加了技术的复杂度。
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上述转发来的。 所以今天午盘动的那些基本上就是 锗和砷化镓之类的
在找资料过程中又发现了个太阳能车顶,脑洞一下 特斯拉车顶会不会用砷化镓??
貌似成本又点高
002023 ——海特高新 代码好,2023 ,砷化镓概念正,有技术
海威华芯成立于2010年,位于成都双流,是国内较早提供6吋砷化镓和6吋氮化镓纯晶圆制造(Foundry)服务的芯片制造企业。海威华芯投资21亿元,于2015年在中国建成了6吋砷化镓/氮化镓半导体集成电路芯片军民两用商业化生产线。2021年成功完成第三轮融资近20亿元,新的融资将持续用于开展化合物半导体芯片技术能力的突破及产能的提升,使海威华芯的技术能力持续保持领先,为行业内客户提供更为优质的服务。
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海威华芯是面向国内外提供6吋砷化镓/氮化镓半导体集成电路晶圆制造(Foundry)的芯片制造企业,其"6吋GaAs/GaN生产线"是半导体产业链不可或缺的重要环节,已达到业内先进水平。