登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
砷化镓GaAs电池一直被认为效率最高的光伏电池。然而,由于其高昂的制造成本,砷化镓电池只配航天空间站拥有,地面光伏电站从未奢想过。
(来源:微信公众号“光伏测试网”)
然而,这个宿命,似乎正在被NREL的科学家打破。根据TestPV对光伏电池前沿技术的关注发现,NREL的科学家最近成功地用一种从未实现过的方法,制造出低成本的砷化镓材料,有望大幅降低其成本,最终实现在地面光伏电站的应用。
III-V族的平民梦想
砷化镓,由于其在元素周期表上的位置而得名为III-V太阳能电池,其超高的光电转化效率让它在空间应用中常用。但对地面电站来说这些元素实在太贵,是太昂贵。一直以来,研究人员都在致力如何开发能降低成本的技术。
降低砷化镓电池的成本,无非两种途径:
1. 通过新工艺降低砷化镓电池的制作成本;
2. 通过新材料提高砷化镓电池的发电效率;
由于在砷化镓中引入铝Al、磷P等元素生长出AlGaAs、AlInP和AlGaInP,可以提高砷化镓电池的发电效率,科学家希望这些元素是降低砷化镓电池成本的好办法。
生长砷化镓等III-V族元素的方法一直以来有HVPE(氢化物气相外延)和MOVPE(金属有机气相外延)两种方法。这两种工艺都涉及到将化学蒸汽沉积到基底上,但MOVPE的优势在于它能够在两种不同的半导体材料之间形成突变的异质界面,而这正是HVPE传统上所面临的难题。
因此,尽管传统的HVPE几十年来一直被认为是电信业生产发光二极管和光电探测器的最佳技术,随着MOVPE的出现,它在20世纪80年代失去了人们的青睐。
而且,NREL材料应用和性能中心的科学家表示:“有大量的文献表明,人们永远无法用HVPE方法生长出AlGaAs、AlInP和AlGaInP这些化合物。”
但使用MOVPE引入铝Al,生长缓慢,制造成本居高不下。
创新改变了一切
一篇“通过氢化物气相外延生长AlGaAs、AlInP和AlGaInP” 的文章发表在ACS应用能源材料杂志上。
NREL首创了一种称为动态氢化物气相外延(D-HVPE)的新生长技术。成功地生产出AlGaAs、AlInP和AlGaInP。
早期的HVPE使用一个单独的腔室,将其中一种化学物质沉积在基底上,D-HVPE依赖于多室反应堆。基板在两个腔室之间来回移动,大大缩短了制作太阳能电池的时间。使用MOVPE制作单结太阳能电池需要一两个小时,而D-HVPE可以在一分钟内完成。
时间就是效率,一分钟完成相对于一两个小时,那是天壤之别,将带来工艺成本的大幅下降,让砷化镓电池成本的平民化看到了希望的曙光。
生产效率≠发电效率
尽管取得了工艺生产效率的进展,但科学家发现,使用D-HVPE生产的含铝砷化镓电池,发电效率却不高,这在很大程度上影响了研究的价值。
因为MOVPE仍然拥有另一个优势:能够沉积宽带隙含铝材料,从而实现最高的太阳能电池效率。MOVPE生长的GaAs太阳能电池目前的世界效率记录是29.1%。
利用D-HVPE,NREL的科学家们能够用砷化镓(GaAs)和磷化镓(GaInP)制造太阳能电池。在这些电池中,GaInP被用作“窗口层”,它使前表面钝化,并允许阳光照射到GaAs吸收层下面的光子转化为电能。作为窗口层,GaInP必须尽可能透明,以便更多的阳光透射到下面的吸收层。
但GaInP不如MOVPE工艺太阳能电池中使用的磷化铟铝(AlInP)透明。只有GaInP,HVPE生长的太阳能电池的最大效率估计仅为27%。
但由于通常的含铝前载体:一氯化铝的化学性质问题,HVPE工艺连实现这些材料的生长都有困难。如何用D-HVPE生长出需要的透明磷化铟铝(AlInP)呢?
研究人员一直计划在D-HVPE中引入铝,但首先集中精力验证生长技术。科学家终于找到一种方法来生产一种独特的含铝分子,然后可以流入D-HVPE室。
使用三氯化铝发生器,加热到400摄氏度,从固体铝和氯化氢气体中生成三氯化铝。三氯化铝在高压聚乙烯(HVPE)反应器中比一氯化铝更稳定。其他组分 - 氯化镓和氯化铟 - 在800摄氏度下蒸发。这三种元素结合在一起,在650摄氏度的温度下沉积在基底上。
这样,科学家们成功地将铝源集成到他们的氢化物气相外延反应器中,并首次用这种技术展示了半导体磷化铝铟(AlInP)和磷化铝镓铟(AlGaInP)的生长。
科学家们认为,现在他们应该能够达到与通过MOVPE制造的太阳能电池同等的效率水平。
前景展望
NREL国家光伏中心的资深科学家表示:“相对于MOVPE,HVPE工艺是一种更便宜的工艺,D-HVPE也一样”。
除了工艺过程更便宜,生产效率也从1-2小时减少为1分钟,以前,尽管新工艺电池效率不高,但价格便宜。
如今,突破了引入铝元素的瓶颈后,发电效率也能和MOVPE工艺的砷化镓电池一致。
一旦实现了工艺成本、发电效率、生产率的突破,原本只有空间站才能用得起的砷化镓电池就有望实现在地面电站应用的突破,对于光伏行业又将是一场新的革命。
十年后颠覆晶硅?砷化镓+钙钛矿=异质结。目前研究人员仍在试图逐步推进这项技术。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
今年一季度,煤炭价格一路上涨,动力煤均价达到719.32元/吨,现货价格同比增长超50%,期货价格创八年来新高。截至5月11日收盘,动力煤2109主力合约报收900.2元/吨,涨幅4.07%,再创合约历史新高。仅五一节后四个交易日,动力煤主力合约已累计涨幅超过120元/吨。
停摆了半年时间,电影院终于盼来了复工的好消息。随着国内疫情形势受控,近期有关部门已经下达了电影院重开的决定。随后,多个低风险地区陆续发布通知推进影院复工,部分影院正式开门迎接观众。不过,受限于座位限制和冷淡的市场行情,目前影院上映的电影大多是复映,且多为知名度高、口碑较好的经典电
近日,江西省工信厅印发《江西省新能源产业高质量跨越式发展行动方案的通知》(以下简称“《通知》”)。关于发展目标,《通知》提到,力争经过四年努力,全省光伏、锂电等新能源产业主营业务收入突破2000亿。其中,光伏产业达到1000亿元。《通知》指出,光伏行业,包括硅锭及硅片、电池及组件、下游及
日前,江西省工信厅等印发《江西省新能源产业高质量跨越式发展行动方案(2020—2023年)》,方案指出要推进储能市场发展。充分发挥江西省全钒液流电池及其储能系统产业基础,建设培育稳定的、与分布式新能源应用及区域智能微电网建设融合的新能源领域储能市场。支持锂电池、钒电池等二次电池在光伏、风
中东太阳能行业协会日前发布了《中东及北非地区2020光伏展望》。报告确认,中东北非2019年光伏装机量再次实现增长,太阳能在该地区能源格局中愈发重要。该地区主导性国家正稳步启动更多的大型可再生能源和太阳能项目,如摩洛哥、埃及和阿联酋。在阿曼正在进行项目招标,科威特、突尼斯和巴基斯坦、伊拉
美国国家可再生能源实验室的一个团队提出了一种新工艺,可降低高效但昂贵的砷化镓电池的生产成本。太平洋两岸的太阳能研究人员都将眼光投向太空,以寻求更理想的太阳能电池制造方式。在分别发布的两则消息中,中国组件制造商晶科太阳能和美国国家可再生能源实验室(NREL)不约而同地探索在太空当中的光
2019年11月5日,中国可再生能源学会光伏专业委员会(CPVS)在西安第29届国际光伏科学与工程大会(PVSEC-29)暨18届中国光伏学术大会(CPVS-18)上发布了2019年太阳电池中国最高转换效率(CPVSBestResearch-CellEfficiencies)。2019年太阳电池中国最高效率表*红色字体的效率纪录也创造了该类电池的世界
自从NASA决定2024年再次将宇航员送上月球,其载人飞船LunarGateway也在紧张的研制中。其中,关于飞船用的动力系统–太阳能发电板已经确认,将由新墨西哥州SolAeroTechnologies与MaxarTechnologies签订合同,为美国月球探测计划设计和制造太阳能电池。(来源:微信公众号“光伏领跑者创新论坛”)根据双
自从NASA决定2024年再次将宇航员送上月球,其载人飞船LunarGateway也在紧张的研制中。其中,关于飞船用的动力系统–太阳能发电板已经确认,将由新墨西哥州SolAeroTechnologies与MaxarTechnologies签订合同,为美国月球探测计划设计和制造太阳能电池。(来源:微信公众号“光伏领跑者创新论坛”作者:Te
从持续升温的异质结电池到NREL更新钙钛矿效率纪录,再到中环的重大新品发布,近期光伏板块关于新技术的讨论热度颇高。我们可以理解无论是产业资本还是二级市场投资者,都希望能够通过“弯道超车”来获得超额收益,但从光伏产业的发展历史和行业特性来看,出现所谓“颠覆性”变化的难度远比大多数人想象
近日,云南省发展改革委依托省级重大项目清单,建立2025年云南省重点民间投资项目库,共纳入382个项目,总投资3456.62亿元,覆盖能源工业、能源以外工业、农业、文化旅游、数字经济、商贸物流、交通、社会事业、生态环保等行业领域。其中包含新安硅材料(瑞丽)有限公司1-4#炉余热综合利用发电项目、临
5月27日上午,瓦努阿图副总理科纳坡一行莅临天合光能德阳基地参观交流,落实去年中瓦两国发布的联合声明,在应对气候变化、绿色低碳等领域务实合作,推动《联合国气候变化框架公约》及其《巴黎协定》全面有效实施。四川省外办副主任李怀强、德阳市委副书记朱莉、德阳市委外办主任顾申伟、什邡市委书记
5月27日,复旦大学迎来建校120周年,天合光能受邀参加纪念大会。值此复旦双甲子华诞前夕,天合光能董事长、复旦大学校董、兼职教授、光伏科学与技术全国重点实验室主任高纪凡在复旦园为师生带来了一堂充满时代脉搏与创业智慧的思政课,以跨越三十年的创业实践向青年学子诠释了科技报国的时代担当,正如
5月26日,亿晶光电发布公告称,公司控股股东深圳市唯之能源有限公司(以下简称“唯之能源”)持有的2亿股无限售流通股将被司法拍卖,占其所持公司股份的100%,占公司总股本的16.90%。若本次拍卖完成,唯之能源将不再持有亿晶光电股份,公司控股股东及实际控制人将发生变更。此次拍卖由广东省深圳市福田区
据泰媒报道,泰国投资委员会(BOI)19日召开会议,出台4项措施帮助泰国企业应对美关税和外部挑战。一是停止对供给过剩或易受美国及其他国家贸易限制行业的投资促进优惠,包括太阳能电池及面板制造,部分汽车零部件(铅酸电池、装饰件等不影响车辆驾驶性能和安全性的配件),金属切割,位于工业园区外且
记者从中国广核集团(以下简称中广核)获悉,5月27日,中广核烟台招远400兆瓦海上光伏项目全容量并网发电。作为中广核贯彻新发展理念、践行“双碳”战略的创新实践,该项目成功应用自主研发的双面双玻海上光伏组件等一系列创新产品,并形成可复制的海上光伏项目施工成套工艺体系,对我国海上光伏规模化
从去年的中央经济工作会议到今年的《政府工作报告》,都释放出规范过度竞争的明确信号。近期,国家市场监督管理总局和国家发改委相继出台政策措施整治内卷式竞争问题,将为中国光伏产业提供更加公平、健康、有序的市场竞争环境,以创新推动新质生产力发展的光伏企业快速穿越行业周期。5月19日,国家市
2025年5月18日,晶澳迎来了成立20周年的历史性时刻。回顾晶澳的发展历程,没有大起大落,而是一直依靠产品力和口碑,以持续领跑的姿态,在光伏产业中走出了一条稳健的韧性成长之路。当众多同期崛起的行业巨头相继折戟沉沙,这家诞生于2005年的“元老级”企业,却始终稳居全球光伏产业“第一排”——这
北极星储能网获悉,5月20日,内蒙古鄂尔多斯市科学技术局发布鄂尔多斯6家新型研发机构发布9项前沿科技成果,其中,北京大学鄂尔多斯能源研究院张宇闻发布“iMEMS储能电池能量管理系统技术”,该技术可实现储能系统内部微电网的能量控制,对智能电网的能量实施正确、高效的能量自动分配和管理。鄂尔多斯
5月20日,据文山招商平台消息称,云南文山广南县发布了年产5GW高效太阳能电池片生产项目的招商引资计划。建设内容:项目结合上游优势企业,引进太阳能电池片生产企业,建设年产5GW高效太阳能电池片生产线,包括产品生产区、产品质检区、产品仓储物流中心以及相关基础配套设施等,拟计划以合资、合作、
据彭博社及多家媒体报道,美国政府贸易委员会周二得出结论,从东南亚进口太阳能产品威胁到国内制造商。这意味着对当地四个国家的相关设备征收高关税已成定局。该国国际贸易委员会当天表决认定,从柬埔寨、马来西亚、泰国和越南进口的太阳能电池和组件正损害美国制造商利益。由此相关关税跨过了全面生效
MeyerBurgerTechnologyAG(梅耶博格)旗下美国子公司MeyerBurgerAmericasLtd.日前宣布,已决定关闭位于美国亚利桑那州古德伊尔(Goodyear)的太阳能组件工厂,并将进行永久裁员。据报道,梅耶博格已于2025年5月22日依据州法律向员工发布《工人调整和再培训通知》(WorkerAdjustmentandRetrainingNotifi
5月29日,内蒙古自治区发展改革委能源局发布《关于印发深化蒙东电网新能源上网电价市场化改革实施方案》的通知(以下简称《方案》)。《方案》指出,推动新能源上网电价全面由市场形成。新能源项目上网电量全部进入电力市场。在集中式新能源项目上网电量已基本全部进入电力市场的基础上,推动分布式光
2025年5月29日上午,国家电网有限公司召开党组扩大会议,通报了中央组织部关于王志伟同志任国家电网有限公司副总经理、党组成员的决定。上述任职按有关法律和章程办理。
北极星风力发电网获悉,5月23日,辽宁抚顺市发展和改革委员会发布关于《抚顺市2025年度陆上风电项目竞争配置工作方案(征求意见稿)》公开征集意见的通知。方案指出,本次竞争配置按照科学分片、规模开发、统一送出、有序竞争原则,规划风电总装机容量95万千瓦,拟划分为四个标段,FS1(20万千瓦)、FS
2008年金融危机2011~2012年光伏双反2018年“531”历次光伏周期之下,必然伴随着光伏企业大洗牌以及光伏从业人员的缩减。眼下仍在苦熬的由产能供需严重失衡而引发的第四轮周期,此前有媒体统计了109家A股光伏公司2024年在职员工总人数为63.87万人,而2023年这一数字为78.26万人,这也意味着至少已有14万
5月29日,内蒙古自治区发改委、能源局印发《深化蒙东电网新能源上网电价市场化改革实施方案》的通知。根据文件,在集中式新能源项目上网电量已基本全部进入电力市场的基础上,推动分布式光伏、分散式风电、扶贫光伏等新能源项目上网电量参与市场交易,现货市场运行后推动全部新能源电量参与现货市场中
北极星售电网获悉,5月29日,广西壮族自治区发展和改革委员会发布广西壮族自治区2024年可再生能源电价附加补助地方资金绩效自评报告。文件明确,通过《广西壮族自治区财政厅关于提前下达2024年可再生能源电价附加补助地方资金预算的通知》(桂财建〔2023〕140号)、《广西壮族自治区财政厅关于下达2024
北极星售电网获悉,5月29日,重庆市能源局关于公开征求《重庆市分布式光伏发电开发建设管理实施细则》意见的通知。文件明确,备案信息应当包括项目名称、投资主体(自然人投资或企业投资)、建设地点(具体到红线范围)、项目类型、建设规模(交流侧容量)、建设内容(需说明自建或是租赁场地建设)、
在“双碳”目标的指引下逐步建设新型电力系统,推动能源结构转型,减少温室气体排放,是能源电力行业的重要议题。北京城市副中心以“引绿+赋数+提效+汇碳”为路径推动配电网转型升级;江苏实现基于基准站聚合感知的分布式光伏可观可测;福建莆田湄洲岛奔向“零碳”智慧生活……全国首座“零碳岛”——
5月28日,西藏昌都市人大常委会调研组深入年拉山光储电站开展实地调研,西藏开投金上光伏公司负责人陪同。调研组详细了解了项目建设运营、技术创新及生态效益等情况,实时查看了光伏板发电功率、储能系统充放电状态、电网调度数据等关键信息,实地查看了光伏板阵列、储能电池仓及智能运维设备运行状况
5月21日,国家发改委、国家能源局联合印发《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》,探索创新新能源生产和消费融合发展模式,促进新能源就近就地消纳。根据文件,本文所指的绿电直连是指风电、太阳能发电、生物质发电等新能源不直接接入公共电网,通过直连线路向单一电力用户供给绿电,可实现供给
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!