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化合物半导体可提升硅基太阳能电池效能

2008-04-02 10:48
木中君
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   加拿大研究团队宣称,在硅晶体上制作一层成分保密的化合物半导体单晶,可使传统太阳能电池的效率倍增。这种新型的太阳能板结合了低价硅基太阳能电池的普遍性,以及较昂贵的化合物半导体技术的高效能,可望在三年内进入量产。

   McMaster大学的Rafael Kleiman表示,该小组的目标是研发出适用于单日照的太阳能电池。他们将使用学校现有的分子束外延(Molecular Beam Epitaxy)设备,在硅基板上沉积化合物半导体单晶层,但材料的确实成份却是个不能说的秘密。Kleiman透露该秘密材料并非砷化镓,因为其1.45eV的能隙不足以在双接面组件中提供最佳转换效率。

   Kleiman与同事已建立一些理论模型,以找出最佳的配方。他们发现对于以硅为基板的双接面(double-junction)组件而言,第二个接面宜具有约1.68eV的能隙;此外,他们也推算出理论上的最大效率为43.5%。

   虽然针对高度聚光光伏系统(high-concentration photovoltaic system)设计的三重接面(triple-junction)太阳能电池,在240倍日照下的实际效率已接近此理论值,但在未聚光时效率却低多了,只跟硅/三五族混合系统差不多。

   Kleiman表示他们以比较保守的30%为目标,并且认为对于现行单接面硅晶太阳能电池的制程而言,上述方法不会增加太多成本。然而他也坦承,分子束外延对于讲究高产量与低成本的应用并非理想的方法,因此计划后期将致力于将此技术转化成可量产的制程,例如有机金属化学气相沉积技术(MOCVD),并且希望在三年内将这项技术由实验室转移至生产线。

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