GaAs太陽電池の長所と短所

Feb 20, 2021

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GaAs Solar Cell


GaAs太陽電池の利点


高いコンバージョン率

Fullsuns©によると、現在の「GaAs GaAs太陽電池技術」の最大変換率は31.6%であり、この値は国立再生可能エネルギー研究所(NREL)によって世界一として認められています'変換速度。 彼らの将来の計画によれば、彼らの太陽光変換率は2020年までに38%、2025年までに42%に達するでしょう。

太陽光発電産業の効率に関しては、理論的効率や大量生産効率と切り離せません。 ガリウムヒ素の大きな利点の1つは、理論効率が高く、結晶シリコンのほぼ2倍であることです。 これはガリウム砒素の優れた特性です。 シリコンの限界が浮き彫りになると、GaAsが良い方向です。


強い可塑性

従来のソーラーパネルとは異なり、ガリウムヒ素薄膜太陽電池には、柔軟性、柔軟性、軽量、調整可能な色、および形状の可塑性という利点があります。 これらの利点は、自動車の設計と製造に適用できる重要な要素です。 また、展性が高いため、最大の感光面積を得ることができ、太陽光発電量を大幅に増やして自動車に電力を供給することができます。


優れた耐熱性

従来、現在のシリコンフォトセルは200°Cでは正しく機能していません。 ガリウムヒ素電池の耐熱性は、シリコンフォトセルよりも優れています。 実験データによると、ガリウム砒素電池は250°Cでも正常に動作します。これは、リアルタイムの電流の充電と放電、および大量の熱エネルギーの生成を行う自動車産業で使用できるはずです。 安定性が大幅に向上しました。


良いローライト

結晶シリコン太陽光発電システムの光に対する感度はそれほど高くありません。 雨天時の明かりが悪い時は基本的に仕事ができません。 薄膜太陽電池は、暗い場所でも発電できますが、発電するのは電気だけです。 効率は、太陽が豊富な場合よりも低くなります。


GaAs太陽電池のデメリット


高コスト

ハナジーは、ガリウム砒素電池の研究を始めた最初の会社ではありません。 比較的高温条件下での優れた性能により、GaAs電池が注目されています。 多くの航空宇宙機械は、GaAs材料を使用して太陽エネルギーを使用しています。 システムですが、このセルのコストはシリコンセルよりもはるかに高くなります。


まず、ガリウム砒素の製造は従来のシリコンウェーハの製造方法とは大きく異なるため、ガリウム砒素はエピタキシャル技術で製造する必要があります。 このエピタキシャルウェーハの直径は通常4〜6インチで、シリコンウェーハの直径より12インチです。 インチははるかに小さく、ウェーハには特別な機械が必要です。 同時に、GaAs原材料のコストはシリコンのコストよりもはるかに高くなります。 ガリウムは少なく、ヒ素は有毒であるため、コストが高くなります。

第二に、セルの減衰もコストのかかる要因の1つです。


細胞の減衰

従来の薄膜太陽電池は、プロセス上の理由から一般的に色が濃く、熱の影響がより深刻であることを意味します。 測定データによると、初期の薄膜太陽電池は、特に最初の数年間は、一般に10%以上の減衰があります。 最高は約20%に達する可能性があるため、一般メーカーは低水準の方法を使用して削減を販売します。 たとえば、150Wの公称100Wが販売されています。 GaAsバッテリーでさえ、発電効率を確保し、熱減衰を遅くするために完全に冷却する必要があります。


パッケージの複雑さ

ガリウム砒素は、物理的特性においてシリコンよりも脆いため、処理時に壊れやすくなります。 したがって、それをフィルムにして基板(多くの場合Ge [ゲルマニウム])を使用するのが一般的な方法です。 この点での欠点に対抗するだけでなく、テクノロジーの複雑さを増します。 薄膜セルのプロセスは、そのパッケージパネルが強化ガラスを使用できないことを決定します。 通常、2層の通常のガラスパッケージを使用します。 製造工程における損傷および設置損傷率は比較的高いです。 さらに、このパッケージモードは、熱放散の問題をより深刻にします。 問題を解決するのは難しい。




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