1、神化錢太陽能光伏電池發展現狀分析、神化錢電池基本介紹近年來，太陽能光伏發電在全球取得長足發展。常用光伏電池一般為多晶硅和單晶硅電池，然而由于原材料多晶硅的供應能力有限，加上國際炒家的炒作， 導致國際市場上多晶硅價格一路攀升，最近一年來，由于受經濟危機影響，價格有所下跌，但這種震蕩的現狀給光 伏產業的健康發展帶來困難。目前，技術上解決這一困難的途徑有兩條：一是采用薄膜太陽電池，二是采用聚光太陽電池，減小對原料在量上的依賴程度。常用薄膜電池轉化率較低， 因此新型的高倍聚光電池系統受到研究者的重視1。聚光太陽電池是用凸透鏡或拋物面鏡把太陽光聚焦到幾倍、幾十倍，或幾百倍甚至上千倍，然后投射到太陽電池上

2、。這時太陽電池可能產生出相應倍數的電功率。它們具有轉化率高，電池占地面積小和耗材少的優點。高倍聚光電池具有代表性的是神化錢（GaAs）太陽電池。GaAs屬于III-V族化合物半導體材料， 其能隙與太陽光譜的匹配較適合，且能耐高溫。與硅太陽電池相比， GaAs太陽電池具有較好的性能2。二、神化錢電池與硅光電池的比較31、光電轉化率：神化錢的禁帶較硅為寬，使得它的光譜響應性和空間太陽光譜匹配能力較硅好。目前， 硅電池的理論效率大概為 23% ,而單結的神化錢電池理論效率達到27% ,而多結的神化錢電池理論效率更超過50% 。2、耐溫性常規上，神化錢電池的耐溫性要好于硅光電池，有實驗數據表明，神化錢

3、電池在250 c的條件下仍可以正常工作，但是硅光電池在200 c就已經無法正常運行。3、機械強度和比重神化錢較硅質在物理性質上要更脆，這一點使得其加工時比容易碎裂，所以，目前常把其制成薄膜，并使用襯底（常為Ge錯）,來對抗其在這一方面的不利，但是也增加了技術的復雜度。三、神化錢電池的技術發展現狀1、歷程GaAs太陽電池的發展是從上世紀 50年代開始的，至今已有已有 50多年的歷史。1954 年世界上首次發現 GaAs材料具有光伏效應。在 1956年，LoferskiJ.J.和他的團隊探討了制 造太陽電池的最佳材料的物性，他們指出Eg在1.21.6eV范圍內的材料具有最高的轉換效率。（GaAs材

4、料的Eg=1.43eV ,在上述高效率范圍內，理論上估算，GaAs單結太陽電池的效率可達27%）。20世紀60年代，Gobat等研制了第1個摻鋅GaAs太陽電池，不過轉化 率不高，僅為9%10% ,遠低于27%的理論值。20世紀70年代，舊M 公司和前蘇聯 Ioffe 技術物理所等為代表的研究單位，采用LPE（液相外延）技術引入GaAlAs異質窗口層，降低了 GaAs表面 的復合速率，使 GaAs太陽電池的效率達16%。不久，美國的 HRL（HughesResearchLab） 及Spectrolab 通過改進了 LPE技術使得電池的平均效率達到 18% ,并實現了批量生產，開創了高效率神化錢

5、太陽電池的新時代4。從上世紀80年代后，GaAs太陽電池技術經歷了從 LPE到MOCVD ,從同質外延到異質外延，從單結到多結疊 層結構的幾個發展階段，其發展速度日益加快，效率也不斷提高，目前實驗室最高效率已達到50% （來自 舊M公司數據），產業生產轉化率可達 30%以上。2、幾項基本技術介紹GaAs生產方式有別于傳統的硅晶圓生產方式，GaAs生產需要采用磊晶技術，這種磊晶圓的直徑通常為46英寸，比硅晶圓的12英寸要小得多，因此，制備其磊晶圓需要特殊 的機臺。目前，常用于 GaAs制備的技術有幾種，主要有 LPE和MOVPE等。2.1 LPE技術介紹液相外延技術（LiquidPhaseEpi

6、taxy ,簡稱LPE）1963年由Nelson等人提出的，在GaAs 的生產中，其以低熔點的Ga）錢）為溶劑，以待生長材料 Ga、As （神）和摻雜劑Zn （鋅）、 Te （確）、Sn （錫）等為溶質，使溶質在溶劑中呈飽和或過飽和狀態。通過降溫冷卻使石墨 舟中的溶質從溶劑中析出，在單晶襯底上定向生長一層晶體結構和晶格常數與單晶襯底（常為Ga）足夠相似的GaAs晶體材料，使晶體結構得以延續，實現晶體的外延生長。2.2 MOVPE技術介紹金屬有機化學汽相淀積 （MOCVD ）是由美國洛克威爾公司的 H.M.Manasevit等在1968 年首先提出的一種制備化合物半導體薄層單晶膜的新型汽相外延生

7、長技術。在GaAs晶片的制備中，它采用 Ga元素的有機化合物和 As的氫化物等作為晶體生長原料，以熱分解反應 方式在襯底上進行汽相外延，生長GaAs化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄膜層單晶材料。MOCVD是在常壓或低壓（70kPa）下于通H2的冷壁石英反應器中進行的，襯底溫 度為600-800 C,過程中需用射頻加熱石墨支架，讓H2氣通過溫度可控的液體源鼓泡攜帶金屬有機物到生長區。目前MOVPE方法制備GaAs薄膜電池受生長速率、生長溫度和As/Ga 比、金屬有機物和 AsH3的純度等諸多參數的影響5。Cpv順口溜：理論上有價值，實際上要證實，整合的若踏實，才能換來一聲“值”。所謂III-

8、V族化合物半導體，是指元素周期表中的III族與V族元素相結合生成的化合物半導體，主要包括錢化神（GaAs）、磷化錮（InP）和氮化錢等。此類材料具有閃鋅礦結構（Zincblende）結構。鍵結方式以共價鍵為主。由于五價原子比三價原子具有更高的陰電性， 因此有少許離子鍵成份。正因為如此，III-V族材料置于電場中，晶格容易被極化，離子位移有助于介電系數的增加，若電場頻率在紅外線范圍。GaAs材料的n型半導體中，電子移動率（mn8500）遠大于Si的電子移動率（mn1450）,因此運動速度快，在高速數字集成電路上的應用，比 Si半導體優越。但是，由于GaAs材料的集成電路制程極為復雜，成本也較昂貴

9、，且成品的不良率高，單晶缺陷比Si多。因此GaAs要如同Si半導體普及應用，仍有待研發技術的努力。但另一方面，其優點是具備能夠發出激光等目前硅所沒有的特性。HCPV將創造歷史新奇跡光伏發電經歷了第一代晶硅電池和第二代薄膜電池目前產業化進程，正逐漸轉向高 效的HCPV系統發電（第三代聚光太陽能）。第三代高聚光型（HCPV ）太陽能發電模組和 發電系統的是近年來國際太陽能光伏發電技術的新熱點，同晶硅技術和薄膜技術相比， HCPV在100KW以上發電系統中具有明顯的優勢，如果綜合考慮年發電成本和碳痕跡等因 素，則HCPV擁有絕對優勢。與前兩代電池相比，CPV采用多結的III-V族化合物電池，具有大光

10、譜吸收、高轉換 效率（HCPV系統轉換效率可達25%,遠高于目前晶硅電池17 %左右的轉換效率）等優點。 同時，該系統更加節能環保，它的一大技術特性是， 聚光倍數越大所需的光伏電池面積越小。 對高達幾百倍的 HCPV系統來說，硬幣大小的轉換電池就可轉換碗口面積的光能。在節省半導體材料用量的同時，降低了太陽能發電系統的生產成本和能耗，使CPV具有更短的能量回收期。隨著HCPV技術的更加成熟以及生產規模的進一步擴大，普遍預計，今年內即可實現較低的平準化電力成本低于晶硅和薄膜電池。此次高聚光太陽能產業的技術發展中國是與世界同步的，在某些方面甚至已經領先了。這方面的技術其實早已成熟，這方面中國制造有優

11、勢而公司下屬的子公司是國內 HCPV的龍頭企業！高聚光太陽能（HCPV）聚光（CPV）太陽能技術是通過聚光的方式把一定面積上的太陽光 通過聚光系統會聚在一個狹小的區域（焦斑） ，太陽能電池僅需焦斑面積的大小即可，從而 大幅減太陽能電池的用量。第三代高聚光型（HCPV）太陽能發電模組和發電系統的是近年來國際太陽能光伏發電 技術的新熱點，同晶硅技術和薄膜技術相比，HCPV在100KW以上發電系統中具有明顯的優勢，如果綜合考慮年發電成本和碳痕跡等因素，則HCPV擁有絕對優勢。目前第三代HCPV（高聚光）已將聚光倍數提高至500倍。Cpv的優勢:CPV系統具有轉換率優勢和耐高溫性能。硅電池的理論轉換效

12、率大概為23%,單結的神化錢電池理論轉換效率可達 27%, CPV采用的多結的III -V族電池對光譜進行了更全面 的吸收，其理論轉換率可超過50%。即使考慮到聚光和追蹤所產生的誤差損失，目前的CPV系統轉換效率可達25%,高于目前市售晶硅電池17%左右的轉換效率。同時，神化錢系電池 的高溫衰減性能強于硅系電池，更適合應用于日照強烈的荒漠地區。同時，CPV系統的生產過程更加節能環保。聚光倍數越大，所需的光伏電池面積越小，對高達幾百倍的 HCPV系統來說，硬幣大小的轉換電池就可轉換碗口面積的光能。在節省 半導體材料用量的同時，降低了太陽能發電系統的生產成本和能耗，使 CPV具有更短的能 量回收期

13、。隨著CPV技術的更加成熟以及生產規模的進一步擴大，普遍預計今年內即可實現較低的平準化電力成本， 低于晶硅和薄膜電池。 在未來，若對光伏發電設備的生產環節征收碳排 放稅，CPV的投資回收期僅會延長 12個月，晶硅和薄膜電池均會延長 1年以上，屆時CPV 的相對成本優勢將更加明顯。父親的格局決定家庭的方向一個家庭的福氣運道，不是憑空出現的，它是家庭成員共同努力得來的。家庭要想和諧興旺，首先要走對方向，父親的格局就決定著家庭的發展方向。曾國藩曾說：謀大事者首重格局”心中格局的大小，決定了眼光是否長遠，眼光是否長遠又決定了事物的成敗。家庭的發展不是一個一蹴而就的過程，家庭需要經營，需要規劃。由于社會分工的不同，父親作為家庭中的男性，承擔著家庭領導者的職能，是家庭權威”的代表。作為家庭列車的火車頭，父親的眼光要遠，格局要大，只有父親的格局大，才能確保家庭的發展方向不出錯。老話說 不是一家人，不進一家門 ”人的一生中有大部分時間都在家庭中度過，觀念、思想等都會通過家人間潛移默化的影響來傳遞。如果父親有一個大格局，那在他的妻子、后輩子孫都 會受到好的影響。在家庭生活中，父親有大格局，就是在家庭遭遇困難或變故時，不退縮，能夠頂住壓力。對待家庭小的損失不斤斤計較，不渾渾噩噩混日子，積極對待生活，對于家庭發展有大致的規劃。