多结GaAs太阳电池技术参数和性能指标简介

本刊特约记者 ■ 康健

校对 ■ 高慧 葛晓敏

韩国WEC 2013世界能源大会上，意大利CESI S.p.A公司CEO Matteo Codazzi向万众生能源科技董事长康健全面介绍了高效多结太阳电池技术性能和应用前景，希望到中国设立研发中心和投资建厂，为中国卫星和地面太阳能发电提供高效(39%～42%)太阳电池。

据Matteo Codazzi介绍，CESI是研发和生产GaAs(砷化镓)太阳电池的全球前三大供应商之一，CESI目前生产的三结太阳电池地面应用效率最高可达40%，空间应用效率最高超过30%，且寿命可超过30年，能承受温度-250～300 ℃。CESI正在研发四结太阳电池，据称效率可达到42%。

下面以CESI成熟应用的三结太阳电池为例，介绍一下地面应用和空间应用的技术参数和性能指标，供国内研究机构和生产厂家对比和参考。

1 地面应用三结太阳电池技术指标和性能参数(产品型号:CCTJ-40)

1.1 特性参数

图1 地面应用三结太阳电池及其结构图

用于CPV系统的InGaP/GaAs/Ge太阳电池：

▲n型发射区p-n结

▲与入射光谱相匹配的多层减反射涂层

▲适用于地面应用，高倍聚光(超过1 000 suns)

▲镀金，银上下电极，可压焊或熔焊或键合

▲尺寸为 1 mm2～2 cm2

▲可为客户定制尺寸

▲厚度为170 ±30 µm

▲最小平均效率为39%

▲工作温度＜100 ℃

▲最高承受温度＜350 ℃

▲符合ESA ECSS标准中E20-08对热循环和湿度的要求

▲外部旁路二极管为反向偏压提供保护

1.2 性能参数/A·cm-2

表1 典型太阳电池电性能参数(AM1.5D，低AOD，T=25℃)

图2 500 suns 25 ℃、活动面积1 cm2时的I-V曲线

图3 光谱响应图

图4 效率分布图

表2 500 suns下的温度效应(20～70 ℃)

2 空间应用三结太阳电池技术指标和性能参数(产品型号:CTJ-30)

2.1 功能和特性

用于空间应用的InGaP/GaAs/Ge三结太阳电池：

▲n型发射区p-n结

▲太阳电池质量很小，为81～89 mg/cm2

▲厚度为160±20 µm

▲平均效率达29%

▲完全符合ESA标准中ECSS-E-ST-20-08C对LEO和 GEO轨道的要求

▲外接旁路二极管用于反向偏置保护

▲镀金，银上下电极，可压焊或熔焊或键合

▲现有标准尺寸为8 cm2、26.5 cm2、27.5 cm2和30.15 cm2

▲可为客户定制尺寸

▲良好的机械强度

2.2 性能数据

表3 太阳电池平均电性能参数(AM0,T=25℃)

图5 典型的I-V曲线(电池面积26.5 cm2，效率29.5%）

图6 寿命初始期平均光谱响应

表4 温度系数

表5 电子辐照衰降表

表6 100 keV 质子辐照衰降表

表7 1 MeV 质子辐照衰降表

表8 10 MeV 质子辐照衰降表

2.3 技术条件

完全符合 ESA ECSS-E-ST-20-8C：“PV 设备和器件”的要求：

▲电极厚度5～10 µm

▲反向偏压后的衰降率＜1%

▲焊点拉力强度＞500 gr (4.9 N)

▲温湿度循环衰降 ＜1%

▲太阳吸收率0.902

3 卫星应用业绩

卫星应用业绩见表9。

表9 卫星应用业绩

图7