砷化镓太阳能电池的实际应用-PPT课件
砷化镓太阳能电池的实际应用幻灯片PPT
• 据悉，目前某些国内企业正在从事将三结砷化 镓太阳电池应用于地面的工作，通过减小电池 的面积，用聚光材料把数百倍的太阳光聚焦到 非常小的电池片上，以减少成本;此外还需要安 装对日跟踪装置追随阳光踪迹，在聚光条件下 其理论光电转换效率可达到40%。
• “不过，目前三结砷化镓太阳电池工艺复杂、 生产成本还非常高，还要解决很多问题，所以 暂时难以进入大规模推广阶段。”据孟宪淦透 露，目前三结砷化镓电池的成本高达数千元/瓦 ，远高于目前15元/瓦的普通多晶硅电池系统成 本。然而，有业内人士预测，在未来几年，随 着生产技术的持续进步，聚光型砷化镓太阳电 池地面应用成本有望不断下降，并逐渐进入快 速发展阶段。
来源：21世纪新能源网
图2. 基于高效砷化镓电池的聚光型光伏 发电系统
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神舟九号飞船强日18时49分，神舟九号飞船(下称“神九飞船”)发射12分钟后，在浩瀚太 空中成功展开位于两侧的太阳能电池帆板，犹如神九飞船长出的一对美丽翅膀。 事实上，这对太阳能电池帆板，正是神九飞船的“翅膀”，为其遨游太空并完成 空间探测任务提供着不竭动力。
以伸展出去有好几米长。 • 主持人：我们平时看这个翅膀的时候觉得它好象很小，其实是很大的。而且在这个翅膀上，应该
是有非常多的小的电池块吧？ • 孙彦铮：对，每一块板都布满了太阳电池。一共要有几千片太阳电池。我们现在采用的电池的尺
寸大概是4厘米乘6厘米这种电池。 • 主持人：我们这些太阳电池在太空当中是怎么样工作呢？ • 孙彦铮：太阳电池在船上翅膀上是通过串并联方式组成一个太阳电池阵，这个太阳电池阵在空间
专访：神八采用砷化镓新型电池 设计寿命为一年
• 主持人：孙老师，您在这次“天宫一号”、神舟八号交会对接任务当中主要承担的工作是什么？ • 孙彦铮：我们单位主要承担的工作就是为神舟飞船提供能源，主要是生产研制太阳电池阵。 • 主持人：您所说的太阳电池阵是不是我们能够看到的，在咱们飞船上面的两个小翅膀？ • 孙彦铮：不是小翅膀，是很大的两个翅膀。 • 主持人：它们的直径大概能有多大？ • 孙彦铮：一共两个太阳翼，每个太阳翼有四块太阳电池板，每块板的尺寸是一米五三乘两米，所
三结砷化镓太阳能电池
三结砷化镓太阳能电池砷化镓太阳能电池，是一种高效、环保、可持续的能源产生方式，其性能相对于其他太阳能电池，具有更高的转换效率和更低的成本。
下面，我们将从以下的几个方面来逐一分析“三结砷化镓太阳能电池”的原理和特点。
1. 电池的结构以及基本原理砷化镓太阳能电池主要由三个层次组成，即顶层的p型镓，中间层的n型砷化镓以及底层的反向p-型砷化镓。
这三个层次共同构成一个三结电池，在太阳光照射下，快速吸收能量，使一个p-n结耗能转变为电力，并形成电子流和空穴流，从而使电池产生电能。
2. 砷化镓太阳能电池的特点相较于其他太阳能电池，砷化镓太阳能电池具有以下的特点：（1）高转换效率：砷化镓的带隙较大，能有效吸收太阳光谱范围内大部分的能量，其效率远高于其他电池类型。
（2）长寿命：由于砷化镓的稳定性高，因此该电池在使用寿命上达到10年以上。
（3）环保：由于砷化镓太阳能电池采用化合物半导体材料制造，因此不会造成环境污染，与传统矽基太阳能电池相比，对环境的影响更小。
（4）适合温度范围广：砷化镓太阳能电池在较高温度下的使用效果比矽基太阳能电池更好，适合各种温度下的环境使用。
3. 砷化镓太阳能电池的应用领域砷化镓太阳能电池适用于多种应用场景，如航天、民用电力、电动汽车等行业。
其中，在航天领域的应用，主要是由于其体积小、重量轻、耐辐照能力强的特点，适合在太空环境中使用。
在电动汽车领域，砷化镓太阳能电池主要可以用于降低车辆点火荷，提高其性能表现。
综上所述，砷化镓太阳能电池具有高效率、长寿命、环保以及广泛适用于多个行业等特点。
虽然目前该技术仍处于研究和发展阶段，但相信在未来的发展中，这种高效能源的应用领域还将进一步拓展。
砷化镓太阳能电池
砷化镓太阳能电池砷化镓太阳能电池百科名片中文名称：砷化镓太阳能电池英文名称：galliumarsenidesolarcell定义：以砷化镓为基体材料的太阳能电池。
近年来，太阳能光伏发电在全球获得长足发展。
常用光伏电池通常为多晶硅和单晶硅电池，然而由于原材料多晶硅的供应能力非常有限，加之国际炒家的炒，引致国际市场上多晶硅价格一路飙升，最近一年来，由于受到经济危机影响，价格有所上涨，但这种盘整的现状给光伏产业的身心健康发展增添困难。
目前，技术上化解这一困难的途径存有两条：一就是使用薄膜太阳电池，二就是使用聚光太阳电池，增大对原料在量上的倚赖程度。
常用薄膜电池转化率较低，因此新型的高倍共聚光电池系统受研究者的注重[1]。
聚光太阳电池就是用凸透镜或抛物面镜把太阳光著眼至几倍、几十倍，或几百倍甚至上千倍，然后感知至太阳电池上。
这时太阳电池可能将产生出来适当倍数的电功率。
它们具备转化率低，电池占地面积大和耗材太少的优点。
高倍共聚光电池具备代表性的就是砷化镓（gaas）太阳电池。
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，且能耐高温。
与硅太阳电池相比，gaas太阳电池具有较好的性能。
砷化镓电池与硅光电池的比较砷化镓的禁带较硅为阔，使它的光谱积极响应性和空间太阳光谱相匹配能力较硅不好。
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至27%，而多结的砷化镓电池理论效率更少于50%。
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，目前常把其制成薄膜，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。
砷化镓电池的技术发展现状gaas太阳电池的发展从上世纪50年代已经开始的，至今已有尚无50多年的历史。
砷化镓基系 III-V 族 化合物半导体太阳电池的发展和应用
10 SOLAR ENERGY 01/2016
为宽带隙子电池 AlGaInP(2.1 eV)/AlGaAs(1.7 eV)/ GaAs(1.4 eV)，与 GaAs 衬底是晶格匹配的；而 后三结为窄带隙子电池 InGaAs(1.1 eV)/InGaAs(0.9 eV)/InGaAs(0.7 eV)，为晶格失配应变结构，子电 池间需有应变梯度层 ( 组分缓变层 ) 过渡。
荷载值； 2) 按照参考文献 [1]～[3] 中的规范内容进行光
伏微型钢筋混凝土灌注桩基础承载力计算，包括桩 身混凝土强度计算、单桩竖向极限承载力计算、单 桩抗拔极限承载力计算，计算结果满足规范要求；
科普苑
分布在 10.34～12.09 mA/cm2 之间，而叠层电池 的 Jsc 将受到子电池中最小电流密度的限制。原 文作者指出 ， [36] 保持已获得的总短路电流密度 不变的前提下，只要进一步改善子电池之间的 电流匹配，将子电池的电流密度分配均匀，六 结叠层电池的 Jsc 就可提高 7.4%，达到 11.1 mA/ cm2。届时，六结叠层电池在 AM 0 光谱、1 倍 太阳光强下的效率有望达到 37.12%，与预期值 37.8% 相近。
在 418 倍 AM 1.5D 光强下效率为 43.5%
匹配 GaInNAs 的带隙 (1 eV) 比 Ge(0.67 eV) 宽的 缘故，这有利于在高光强下减少焦耳损耗。
稀 N 含量的 GaInNAs 材料具有独特的优点， 其带隙宽度和晶格常数可以独自进行调节。它的 带隙宽度在 0.8～1.4 eV 范围可通过在 GaAs 中 少量加入 N 和 In 来调节。其晶格常数仍能保持 与 GaAs、Ge、GaAlAs、GaInP 和 AlGaInP 相匹配， 如图 12 所示 [35]。这些材料覆盖了从近红外到近 紫外的宽广太阳光谱范围，从而可构建晶格匹配 的多结 ( 四～六结 ) 叠层太阳电池。
砷化镓太阳能电池
分 子“ 电动 车＂
据英 国广播公司 （ Ｂ ） Ｂ Ｃ 报道 ， 兰科 荷 学家展示 了全球 最小的、 由单个分子制成 的分子 “ 电动 车” 该 “ ， 电动车 ” 也有 ４个 “ 轮子” 当施加微 弱电流时 ， 向前行驶。 ， 会 科学家们表示 ， 这种分子“ 电动车” 有望应 用 于许 多微 观 领 域 ， 比如 把 微 量 药 物 送 到 人体特 定位 置等 。相 关研 究 发表 在 最 新一 期《 自然》 杂志上。 未来任何在纳米尺度工作 的人工运输 装 置和机 器 人 ， 可 能 需 要 能 在 一 个 表 面 都 上定 向平移 的分 子。然而， 在设计这种分 子时， 科学家们通常利用光能、 化学能或 电 能来调控该分子 与表 面的互 动 ， 研究工作 面 临很 大 障碍 。 荷兰屯特大学的化学家蒂博尔 ・ 贝 库 纳奇领 导 的科研 小 组 通过 将 ４个 旋 转 的运 动单元 （ 相当于汽车的４个轮子 ） 附着到一 个 中心 轴 上 ， 造 出一 个 可 定 向移 动 的 分 制 子。如果用特别细小 的探针触碰一下该分 子， 为之提供微弱电流， ４个“ 轮子” 就会开 始旋转 ， 驱动 整个分子前行。他们 在铜板 表面对分子 “ 电动 车” 进行 了测试 ， 结果 显 示， 施加 １ Ｏ次电流 ， 该分子 “ 电动车” 就可 以行进 ６纳米 。 库贝纳奇解释说 ， 这辆 “ 电动车” 的工 作原理与很多生物体组织 中天然存在的现 象 类似 。在 机 体 组织 中 ， 些 蛋 白质 受 电 有 流刺激后 会变 形 ， 而 产 生运 动 ， 肉收 缩 从 肌 就 是基 于该 原 理 。在 该 研 究 中 ， 加 电 流 施 后， 转子吸收电子 ， 会诱导转子 的结构发生 变 化 ， 动 该 分 子 在 铜 表 面 移 动 。通 过 改 推 变各运动单元 的旋转运动方 向， 这个 自我 推进 的分子“ 四轮” 结构便能沿随机 的轨迹 运动或优先沿线性轨迹运动。库贝纳奇指 出， 这种设计 为探索更复杂 的分子机 械系 统提供了起点 ， 未来科 学家们或许 能对 它 们的运动方向完全进行控制。 不过 ， 因为最 新研 究 是 在 一２６ 的低 ２℃ 温和高度真空环境 中完成 的， 这样 的分子 “ 电动 车 ” 用 于 实 际还 很 遥 远 ， 务 之 急 应 当 是让其能在正常环境下工作。
砷化镓太阳电池
1、GaAs太阳电池的发展历程
2、GaAs太阳电池的材料性质
Ga As原子序数及电子排布
3、Ⅲ-V族化合物太阳电池与硅比较具有的特性有哪些？
1、GaAs的发展历程
1954
世界上首次发现GaAs材料具有光伏效应
1956
理论上估算，GaAs单结太阳电池的效率可达27%
Gobat等研制了第1个掺锌GaAs太阳电池 采用LPE(液相外延)技术引入GaAlAs异质窗口层，降低了 GaAs表面的复合速率，使GaAs太阳电池的效率达16% 实验室最高效率已达到50%（来自IBM公司数据） 产业生产转化率可达30%以上
机械强度较弱，易碎； 怎么办？思考题
制备困难，砷化镓在一定条件下容易分解，而且砷材料 是一种易挥发性物质，在其制备过程中，要保证严格的 化学计量比是一件困难的事。 材料密度大，GaAs材料密度为5.32g/cm3，是Si材料密 度的2倍多
课外任务
任务二、 GaAs太阳电池的结构及制备工艺
作业
作业、 简述GaAs太阳电池的特点
20世纪60年代
20世纪70年代
世纪80年代后
1、GaAs的发展历程——曲折
砷化镓单晶在应用上曾遭受到不少挫折。
首先用它来作晶体管和二极管，结果其性能还赶不上硅和锗。到了60年代 初，出现了耿氏微波二极管，人们曾寄希望于将此器件取代真空速调管，使雷 达实现固体化。后终因输出功率太小而未能实现。 在改善计算机性能中，用砷化镓制成了超高速电路，可以提高计算机的计 算速度，这个应用十分诱人，但是后来开发出计算机平行计算技术，又给砷化 镓的应用浇了一飘冷水。
2、GaAs材料的性质
晶体结构：GaAs材料的晶体结构属于闪锌矿型晶格 结构。
化学键：四面体键，键角为109’28’，主要为共价成分。由于镓、砷原子 不同，吸引电子的能力不同，共价键倾向砷原子，具有负电性，导致GaAs键具有一定的离子特性，使得砷化镓材料具有独特的性质。
砷化镓太阳能电池工作原理
砷化镓太阳能电池工作原理
砷化镓太阳能电池是一种高效的太阳能转换器，其工作原理基于光电效应。
当太阳光照射到砷化镓太阳能电池表面时，光子会激发材料中的电子，使其跃迁到导带中，从而产生电子-空穴对。
这些电子-空穴对会在电场的作用下分离，电子流向电池的负极，而空穴则流向正极。
这样就形成了电流，从而实现了将太阳能转化为电能的过程。
砷化镓材料的优异特性使得它在吸收太阳光方面具有很高的效率，因此砷化镓太阳能电池通常具有较高的转换效率。
总的来说，砷化镓太阳能电池的工作原理基于光电效应，利用半导体材料吸收太阳光产生电子-空穴对，并将其分离形成电流，从而实现太阳能转化为电能的过程。
薄膜砷化镓太阳能电池
薄膜砷化镓太阳能电池摘要：1.薄膜砷化镓太阳能电池简介2.薄膜砷化镓太阳能电池的优势3.薄膜砷化镓太阳能电池的应用领域4.我国在薄膜砷化镓太阳能电池研究进展5.薄膜砷化镓太阳能电池的发展前景正文：薄膜砷化镓太阳能电池是一种新型的太阳能电池，它采用薄膜形式，具有高效、轻质、柔性等特点。
近年来，随着太阳能光伏领域的不断发展和技术创新，薄膜砷化镓太阳能电池受到了广泛关注。
薄膜砷化镓太阳能电池的优势主要体现在以下几个方面：1.高效：薄膜砷化镓太阳能电池的光电转化效率较高，可以在低光照条件下实现较好的发电效果。
2.轻质：薄膜太阳能电池采用柔性材料制成，重量轻，便于安装和搬运。
3.柔性：薄膜砷化镓太阳能电池具有较好的柔性，可以适应各种形状和曲率的表面。
4.耐候性：薄膜砷化镓太阳能电池具有良好的耐候性，能在恶劣环境下保持稳定的发电性能。
5.节约资源：与传统硅基太阳能电池相比，薄膜砷化镓太阳能电池的生产过程更加环保，资源消耗较低。
薄膜砷化镓太阳能电池广泛应用于建筑一体化、新能源汽车、无人机、卫星等领域。
在我国，薄膜砷化镓太阳能电池的研究取得了显著成果。
政府和企业纷纷加大投入，推动薄膜砷化镓太阳能电池技术的研发和产业化进程。
展望未来，薄膜砷化镓太阳能电池的发展前景十分广阔。
随着技术的不断进步，薄膜砷化镓太阳能电池的光电转化效率将进一步提高，成本降低，有望成为未来光伏市场的主流产品。
此外，薄膜砷化镓太阳能电池在新能源、物联网等领域的应用也将不断拓展，为全球可持续发展作出更大贡献。
总之，薄膜砷化镓太阳能电池作为一种高效、环保的新型光伏产品，具有广泛的应用前景。
砷化镓ppt课件
与硅材料比较，砷化镓具有以下优势：
高的能量转换效率：直接跃迁型能带结构，GaAs的能隙为1.43eV，处
于最佳的能隙为1.4～1.5eV之间，具有较高的能量转换率；
电子迁移率高；
易于制成非掺杂的半绝缘体单晶材料，其电阻率可达
以上；
抗辐射性能好：由于III-V族化合物是直接能隙，少数载流子扩散长度较
从应用领域来说，主要在光电子领域和微电子领域。
在微电子领域中，使用的化合物半导体材料属于高端产品， 主要用于制作无线通讯（卫星通讯、移动通讯）、光纤通讯、汽 车电子等用的微波器。
在光电子领域中，使用的化合物半导体材料属于低端产品， 主要用于制作发光二极管、激光器及其它光电子器件。用砷化镓 制作的主要电子器件和光电子器件。 主要品种、产品形式和应用领域见下表。
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2.1 GaAs单晶材料的制备
从材料特性、工艺特点等方面对上述几种工艺进行比较，如 下表所示，VB/VGF法制备的材料在位错密度、位错分布、电学 均匀性、低应力及机械强度等方面更具有优势。
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三种工艺比较
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2.2GaAs晶体的加工
晶体长成后，进行热处理以消除应力及改善电学性能，然后， 进行头尾切割、滚圆、定向切割、倒角、研磨、抛光等精细加 工，最终研制成具有优良的几何参数和表面状态的抛光片。
为2.5寸；生长周期长，同时熔体与石英舟反应引入 硅的沾污，无法得到高纯GaAs单晶。
LEC法
优点——可生长适用于直接离子注人的高纯非掺杂半绝缘单晶，
单晶纯度高，尺寸大，适于规模生产。
缺点——是结晶质量略差，位错密度较高，生长工艺复杂，工
艺设备昂贵，成本高。
为了进一步提高单晶的质量，随后又发展了一些新工艺， 主要是垂直梯度凝固法(VGF )和垂直布里奇曼法(VB ) 。
砷化镓太阳能光伏电池
砷化镓太阳能光伏电池一、砷化镓电池基本介绍近年来，太阳能光伏发电在全球取得长足发展。
常用光伏电池一般为多晶硅和单晶硅电池，然而由于原材料多晶硅的供应能力有限，加上国际炒家的炒作，导致国际市场上多晶硅价格一路攀升，最近一年来，由于受经济危机影响，价格有所下跌，但这种震荡的现状给光伏产业的健康发展带来困难。
目前，技术上解决这一困难的途径有两条：一是采用薄膜太阳电池，二是采用聚光太阳电池，减小对原料在量上的依赖程度。
常用薄膜电池转化率较低，因此新型的高倍聚光电池系统受到研究者的重视[1]。
聚光太阳电池是用凸透镜或抛物面镜把太阳光聚焦到几倍、几十倍，或几百倍甚至上千倍，然后投射到太阳电池上。
这时太阳电池可能产生出相应倍数的电功率。
它们具有转化率高，电池占地面积小和耗材少的优点。
高倍聚光电池具有代表性的是砷化镓（GaAs）太阳电池。
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。
与硅太阳电池相比，GaAs太阳电池具有较好的性能[2]。
二、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。
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％。
2、耐性常规上，砷化镓电池的耐性要好于硅光电池，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，目前常把其制成薄膜，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。
三、砷化镓电池的技术发展现状1、历程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。
砷化镓基系III-V族化合物半导体太阳电池的发展和应用
砷化镓基系III-V族化合物半导体太阳电池的发展和应⽤电池系统成本的重要途径。
之后随着光伏⼯艺技术的进步、电池效率的提⾼和产业规模的扩⼤，太阳电池的成本已⼤幅降低，聚光电池降低成本的优势不再突出。
⽽且聚光系统只能对直射阳光进⾏有效聚光，需对太阳的移动进⾏动态跟踪，这⼜增加了聚光光伏系统的制造和运⾏成本。
III-V 族化合物叠层太阳电池⽐Si 太阳电池效率⾼、耐⾼温，因⽽更适⽤于聚光太阳电池。
随着聚光度的增加，系统的成本降低，III-V 族叠层聚光太阳电池成本预计将会降⾄0.3美元/W [25]。
这使应⽤III-V 族太阳电池系统实现⼤规模地⾯发电成为可能。
早期，俄罗斯约飞技术物理所和德国弗郎和费太阳能系统研究所在III-V 族聚光太阳电池的研究和应⽤⽅⾯做了许多⼯作。
⽽后，美国国家可再⽣能源实验室(NREL)和 Spectrolab 公司等1997年Olson 等提出采⽤Ga 1-x In x N 1-y As y 四元系材料来研制第三结⼦电池，因为这是化合物半导体材料中，唯⼀⼀种可通过调节x 、y 值(Ga 0.93In 0.07 N 0.023As 0.977)，既能得到约1 eV 的带隙，⼜与GaAs 晶格匹配的材料[24]。
但是，带隙为1 eV 的窄带隙Ga 1-x In x N 1-y As y 材料的质量差，与N 相关的本征缺陷多，少⼦扩散长度⼩，载流⼦迁移率低。
虽然经过多年的努⼒，研制出的1 eV 的GaInNAs 太阳电池的量⼦效率和短路电流I sc 仍不够⼤。
如果放宽晶格匹配的严格限制，组成带隙更好匹配的GaInP/GaAs/GaInAs/GaInAs(1.9/1.4/ 1.0/0.7 eV)四结叠层电池，不知能否取得成功？2011年美国Emcore 公司在这⽅⾯取得了重要进展。
他们应⽤反向应变(Inverted Metamophic ，IMM)⽣长加衬底剥离技术，成功解决了晶格失配外延问题，所研制的空间⽤GaInP/GaAs/GaInAs/GaInAs(1.9/1.4/1.0/0.7 eV)四结叠层电池，其AM 0效率达到34.24%(2×2 cm 2)[24]，电池的结构如图6所⽰。
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在2019年，全球的砷化镓电池的生产取得突破性的发展，4月，作为砷化 镓生产的全球主要厂家之一SpectroLab，获得350兆瓦，9300万美元 （1000倍聚光）的电站订单。 2019年8月开始，由于聚光技术的采用，砷化镓电池从卫星上的使用转变 为聚光的太阳能发电站的规模应用。为此，Emcore公司花了1000万美 元，将产能增加到目前的每年150兆瓦。 在东亚地区，也有初步的生产推广，2019年5月，韩国电站就接到70兆瓦 ，2800万美元（500倍聚光）的订单。
苏州纳米所基于高效砷化镓电池的聚光光伏发 电系统获进展
• 最近，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所系统集成 部设计开发了4*6形式的基于高效砷化镓电池的聚光发电 系统，并成功投入实际运行。模组光电转换效率达到了 25%，解决了风沙侵蚀、尘埃进入、水汽渗透等一系列应 用难题，克服了500倍聚光比条件下，局部高温制约光电 效率提高的问题；系统实现了在日照、全天候、全方位 的条件下始终跟踪太阳，跟踪精度达到了±0.1度；攻克 了高分子聚光器在日照下易老化、黄化、下沉、破裂的 弊端，摸索了具有针对性的砷化镓电池封装工艺，并在 模组中引入二次聚光系统增大了系统的接受角，提高了 系统的实用性能。 • 此项工作的顺利实施，推动聚光光伏系统从实验室走向 了实际应用环境。在保障各技术指标的前提下，研究人 员破除了一系列工艺、设计问题，为聚光光伏领域的规 模化推动夯实了技术基础。
6月16日18时49分，神舟九号飞船(下称“神九飞船”)发射12分钟后，在浩瀚太 空中成功展开位于两侧的太阳能电池帆板，犹如神九飞船长出的一对美丽翅膀。 事实上，这对太阳能电池帆板，正是神九飞船的“翅膀”，为其遨游太空并完成 空间探测任务提供着不竭动翅膀”上 安装的都是晶硅太阳能电池，但神九采 用的三结砷化镓电池，其光电转化效率 可达30%左右，较之以前的晶硅电池， 其光电转化效率提高了50%以上;与之前 同样面积的太阳能帆板相比，其使所发 出的电能也增加了50%以上。
目前市场上的砷化镓电池
产品详情
• 据悉，目前某些国内企业正在从事将三结砷化 镓太阳电池应用于地面的工作，通过减小电池 的面积，用聚光材料把数百倍的太阳光聚焦到 非常小的电池片上，以减少成本;此外还需要安 装对日跟踪装置追随阳光踪迹，在聚光条件下 其理论光电转换效率可达到40%。 • “不过，目前三结砷化镓太阳电池工艺复杂、生 产成本还非常高，还要解决很多问题，所以暂 时难以进入大规模推广阶段。”据孟宪淦透露， 目前三结砷化镓电池的成本高达数千元/瓦，远 高于目前15元/瓦的普通多晶硅电池系统成本。 然而，有业内人士预测，在未来几年，随着生 产技术的持续进步，聚光型砷化镓太阳电池地 面应用成本有望不断下降，并逐渐进入快速发 展阶段。
实际应用部分
小组成员
詹秋设 邬 冰 陈俊荣 陈杰勇
专访：神八采用砷化镓新型电池 设计寿命为一年
主持人：孙老师，您在这次“天宫一号”、神舟八号交会对接任务当中主要承担的工作是什么？ 孙彦铮：我们单位主要承担的工作就是为神舟飞船提供能源，主要是生产研制太阳电池阵。 主持人：您所说的太阳电池阵是不是我们能够看到的，在咱们飞船上面的两个小翅膀？ 孙彦铮：不是小翅膀，是很大的两个翅膀。 主持人：它们的直径大概能有多大？ 孙彦铮：一共两个太阳翼，每个太阳翼有四块太阳电池板，每块板的尺寸是一米五三乘两米，所 以伸展出去有好几米长。 主持人：我们平时看这个翅膀的时候觉得它好象很小，其实是很大的。而且在这个翅膀上，应该 是有非常多的小的电池块吧？ 孙彦铮：对，每一块板都布满了太阳电池。一共要有几千片太阳电池。我们现在采用的电池的尺 寸大概是4厘米乘6厘米这种电池。 主持人：我们这些太阳电池在太空当中是怎么样工作呢？ 孙彦铮：太阳电池在船上翅膀上是通过串并联方式组成一个太阳电池阵，这个太阳电池阵在空间 的时候，在光照期是为飞船的负载供电，同时为蓄电池充电，在阴影期，太阳电池就不能再发电 了，就是通过蓄电池为负载供电。 主持人：我们知道每个飞船都有太阳翼，我们的神八和“天宫一号”的太阳翼和以前的太阳翼有 什么样的不同呢？ 孙彦铮：最主要的不同，神八的太阳电池都采用的三节砷化镓这种新型的电池，原来从神一到神 六采用的是硅太阳电池，他们俩最大的区别就是太阳电池发电效率。硅太阳电池，以前采用的是 14.8%的效率的太阳电池，现在咱们神八和“天宫一号”采用的都是26.8%的高效的三节砷化镓太 阳电池。
摘自北极星太阳能光伏网
该研究得到国家自然科学基金、中科院知识创新 工程重要方向项目、苏州市科技专项等相关支持 。
图1. 基于高效砷化镓电池的聚光型光伏发电模组
来源：21世纪新能源网
图2. 基于高效砷化镓电池的聚光型光伏 发电系统
来源：21世纪新能源网
神舟九号飞船强大的心脏：太阳能电池和储能系统