泛亚有色金属交易所：砷化镓太阳能电池光电转换率创新高

　　据国外媒体报道，美国科学家通过与传统科学研究相反的新思路，用砷化镓制造出了最高转化效率达28.4%的薄膜太阳能电池。该太阳能电池效率提升的关键并非是让其吸收更多光子而是让其释放出更多光子，未来用砷化镓制造的太阳能电池有望突破能效转化记录的极限，金属镓应用价值再次得到提升。  

　　过去，科学家们都强调通过增加太阳能吸收光子的数量来提升太阳能电池的效率。太阳能电池吸收阳光后产生的电子必须被作为电提取出来，而那些没有被足够快速提取出的电子会衰变并释放出自己的能量。

 

　　美国能源部下属的劳伦斯伯克利国家实验室科学家伊莱·亚布鲁诺维契领导的研究表明，如果这些释放的能量作为外部荧光排放出来，太阳能电池的输出电压就会提高。太阳能电池释放光子的效率越高，其能源转化效率和提供的电压就越高。外部荧光是太阳能电池转化效率达到理论最大值——肖克莱·奎塞尔效率极限的关键。对于单p-n结太阳能电池来说，这个最大值约为33.5%。在太阳能电池的开路环境中，电子无处可去，就会密密挤在一起，理想的情况是，它们排放出外部荧光，精确地平衡入射的太阳光。

 

　　基于此，由亚布鲁诺维契联合创办的阿尔塔设备公司使用亚布鲁诺维契早期研发的单晶薄膜技术——外延层剥离技术，用砷化镓制造出了最高转化效率达28.4%的薄膜太阳能电池。这种电池不仅打破了此前的转化效率，其成本也低于其他太阳能电池。目前效率最高的商用太阳能电池由单晶硅制造，最高转化效率为23%。砷化镓虽然比硅贵，但其收集光子的效率更高。就性价比而言，砷化镓是制造太阳能电池的理想材料。

 

　　亚布鲁诺维契说：“太阳能电池的高性能与外部荧光有关，我们的理论将显著改变未来太阳能电池的面貌，我们将生活在一个太阳能电池非常便宜而且高效的世界中。”

 

　　砷化镓(GaAs)属于III-V族化合物半导体材料，其能隙与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温。作为新型的高倍聚光电池，砷化镓是用凸透镜或抛物面镜把太阳光聚焦到几倍、几十倍，或几百倍甚至上千倍，然后投射到太阳电池上。这时太阳电池可能产生出相应倍数的电功率。与硅太阳电池相比，砷化镓太阳电池具有较好的性能，光电转化率更高、耐温性好、更易加工。使用锗作为衬底制成薄膜，能够改变其易碎的特性。

 

　　作为砷化镓的主要成分，金属镓是一种性能优良的电子材料，被誉为“电子工业的脊梁”，是高新技术的基础资源，广泛地应用于无线电通讯、光纤通信、汽车雷达、LED照明、太阳能电池等领域。美国、日本数年前已经将其定位为“战略资源”并进行收储，欧盟委员会也发布了题为《对欧盟生死攸关的原料》，将14种重要矿产原料列入“紧缺”名单，镓名列其中。中国从2011年开始也对钨、钼、锡、锑、镓、稀土等战略性小金属的发展做出专项规划，并将建立完整的国家储备体系。

 

　　作为中国最大的稀有金属现货交易所，泛亚有色金属交易所立足于保护稀有资源、为个人和企业提供供应链解决方案和投资融资渠道。砷化镓电池在薄膜太阳能领域的发展空间潜力很大。在各国减排压力下，欧美日和中国均对光伏产业持支持的态度，家庭屋顶分布式发电和便携式发电设备对太阳能电池的需求将不断增加，砷化镓薄膜电池的应用将得到大大拓展，金属镓这种稀缺资源的价值将得到充分体现，并通过泛亚有色金属交易所的平台交易不断体现其应有的金融属性。

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