砷化镓 (GaAs) 太阳能电池:效率
浏览次数: 9 作者: 本站编辑 发布时间: 2024-11-11 来源: 地点
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砷化镓 (GaAs) 太阳能电池 是当今很高效的太阳能电池之一,特别是对于太空应用。它们的效率是指它们可以将阳光转化为可用电能的百分比。与传统硅基太阳能电池相比,砷化镓太阳能电池具有多种优势,包括更高的效率和在极端环境下更好的性能。

1. 单结砷化镓太阳能电池效率
单结砷化镓太阳能电池采用单层砷化镓作为吸光材料, 更大理论效率约为30-32% 。 在标准测试条件(AM1.5,25°C)下实际上, 26% 到 28%之间。 对于高质量的商业产品,这些电池的效率通常在这明显高于硅太阳能电池,硅太阳能电池的效率通常约为 15-22%.
2. 多结砷化镓太阳能电池效率
GaAs 太阳能电池的真正潜力在于 多结 (或多层)设计。这些电池堆叠了多层半导体材料,每层都经过调整以吸收太阳光谱的不同部分。这种设计更大限度地减少了波长不匹配造成的能量损失,并提高了整体效率。与单结电池相比,多结 GaAs 电池能够实现更高的效率。
双结砷化镓太阳能电池:这些电池使用两层不同的半导体材料来捕获更广泛的太阳光谱,从而提高效率。他们可以达到约 30-35%的效率.
三结砷化镓太阳能电池:通过堆叠三种具有不同带隙的不同半导体材料,这些电池可以捕获更多的太阳光谱,并达到约 35-40%的效率.
四结砷化镓太阳能电池:很先进的多结砷化镓电池,包括四层,可实现超过 40%的效率,在一些实验室环境中, 45% 。 在集中阳光下(例如使用太阳能聚光器),效率已超过这些电池由于单位面积的高功率输出而通常用于太空应用。
3. 效率世界纪录
在实验室条件下,GaAs 基太阳能电池达到的很高效率为 47.1% 。 电池 四结太阳能 在聚光下的这项世界纪录是由国家可滋养能源实验室 (NREL) 的研究人员于 2018 年创造的。效率可能会因阳光的浓度和多结电池的具体设计而略有不同。

结论
GaAs 太阳能电池 具有 卓越的效率,尤其是在多结配置中。其效率范围从 26-28%到多结电池的 单结电池的 40-47% ,实验室很高效率超过 47% 。这些电池特别适用于空间应用、聚光太阳能以及空间和电力优关重要的高效系统。随着该领域研究和开发的不断进行,砷化镓太阳能电池可能在太空探索和地面太阳能发电中发挥越来越重要的作用。