GaAs太阳电池结构实用教案.ppt

在传统单结太阳电池(tài yánɡ diàn chí)的设计上，通常要选用带隙大小位于整个太阳辐射光谱中间的材料，才可达到最大的理论效率。也就是说，最佳的太阳电池(tài yánɡ diàn chí)材料的带隙约为～之间。
这些(zhèxiē)单结的太阳电池材料的理论效率都在30%以下。
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由于单结太阳电池(diànchí)只能吸收和转换特定光谱范围的太阳光，因此能量转换效率不高。
多结太阳能电池(diànchí)，按带隙宽度大小从上至下叠合起来，选择性的吸收和转换太阳光谱的不同能量，就能大幅度提高电池(diànchí)的转换效率。
多结太阳电池(tài yánɡ diàn chí)的设计
1、GaAs太阳电池(tài yánɡ diàn chí)的结构
多结太阳能电池可以选择性的吸收和转换太阳光谱的不同能量，大幅度提高电池转换效率。
多结太阳能电池，越上层的电池带隙越大。
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1、GaAs太阳电池(tài yánɡ diàn chí)的结构
单结GaAs/Ge太阳电池(tài yánɡ diàn chí)
为了(wèi le)克服GaAs/GaAs太阳电池机械强度较差、易碎的缺点，1983年起逐步采用Ge替代GaAs制备为衬底。
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1、GaAs太阳电池(tài yánɡ diàn chí)的结构
多结GaAs/Ge太阳电池(tài yánɡ diàn chí)
讨论(tǎolùn)分析
1、带隙排列？
2、为什么制备多结？
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1、GaAs太阳电池(tài yánɡ diàn chí)的结构
多结GaAs/Ge太阳电池(tài yánɡ diàn chí)
多结GaAs电池，按带隙宽度大小叠合，可以选择性的吸收和转换太阳(tàiyáng)光谱的不同能量，大幅度提高光电转换。
理论计算表明：双结GaAs太阳电池的极限效率为30%，三结GaAs太阳电池的极限效率为38%，四结GaAs太阳电池的极限效率为41%。
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小结(xiǎojié)
单结太阳电池，通常要选用带隙大小位于整个太阳辐射光谱中间的材料，才可达到最大的理论效率。
多结太阳能电池，可以选择性的吸收和转换太阳光谱的不同(bù tónɡ)能量，大幅度提高电池的转换效率。
多结太阳能电池中，越上层的电池带隙越大。
多结太阳能电池中，越下层的电池带隙越小。
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LPE是NELSON在1963年提出的一种外延生长技术。其原理是以低熔点的金属(如Ga 、In 等)为溶剂,以待生长材料(如GaAs、Al 等) 和掺杂剂(如Zn、Te 、Sn 等)为溶质,使溶质在溶剂中呈饱和或过饱和状态,通过(tōngguò)降温冷却使溶质从溶剂中析出,结晶在衬底上,实现晶体的外延生长。
2、GaAs太阳电池(tài yánɡ diàn chí)两种制造技术
LPE（liquid phase epitaxy）技术(jìshù)——液相外延
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LPE技术(jìshù)优缺点：
20世纪90年代(niándài)初，国外已基本不再发展该技术，但欧、俄、日等地区和国家仍保留LPE 设备,用于研制小卫星电源。
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MOCVD是MANASEVIT在1968年提出的一种制备化合物半导体薄层单晶的方法。
其原理是采用Ⅲ族、Ⅱ族元素的金属有机(yǒujī)化合物Ga(CH3)3、Al(CH3)3、Zn(C2H5)2等和Ⅴ族、Ⅵ族元素的氢化物(PH3、AsH3、H2Se) 等作为晶体生长的源材料,以热分解的方式在衬底上进行气相沉积(气相外延) ,生长Ⅲ-Ⅴ族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体及其三元、四元化合物半导体薄膜单晶。
MOCVD（metal-organic chemical vapor deposition）技术(jìshù)
——金属有机化学气相外延
2、GaAs太阳电池(tài yánɡ diàn chí)两种制造技术
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