關(guān)于太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)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，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。第2頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天由于單結(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，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。第3頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天第4頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天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。第5頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天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)？第6頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天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%。第7頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天小結(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。第8頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天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飽和狀態(tài),通過降溫冷卻使溶質(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)——液相外延第9頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天LPE技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)：

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。

第10頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天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)第11頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天第12頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天小結(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。第13頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、GaAs太陽(yáng)電池國(guó)內(nèi)外應(yīng)用第14頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、GaAs太陽(yáng)電池國(guó)內(nèi)外應(yīng)用第15頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天總結(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)太陽(yáng)能電池，（）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。最大/最小可以/不可以GaAs屬于（）化合物半導(dǎo)體材料。Ⅲ-Ⅴ族最大可以中間第16頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天總結(jié)多結(jié)太陽(yáng)能電池中，越上層的電池帶隙越（）。多結(jié)太陽(yáng)能電池中，越