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III-V 族化合物半導體太陽能電池

III-V 族化合物半導體太陽能電池. III-V 族化合物半導體，是發光二極體元件製作的主要材料，亦是太陽能電池元件的主要材料之一，其中又以砷化鎵為代表性材料。 太陽能電池的基本原理是「光電效應 (Opto-Electro Effect) 」。 太陽能電池元件是二極體元件中的一種，它不能發光而能夠發電，故又稱為「光伏特二極體元件 (Photovoltaic Diode; PVD) 」或「光伏特電池 (Photovoltaic Cell; PVC) 」。. 大部分 III-V 族化合物半導體，是直接能隙半導體，其能量與動量的轉移過程僅需要光子的釋出

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III-V 族化合物半導體太陽能電池

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  1. III-V族化合物半導體太陽能電池

  2. III-V族化合物半導體，是發光二極體元件製作的主要材料，亦是太陽能電池元件的主要材料之一，其中又以砷化鎵為代表性材料。III-V族化合物半導體，是發光二極體元件製作的主要材料，亦是太陽能電池元件的主要材料之一，其中又以砷化鎵為代表性材料。 • 太陽能電池的基本原理是「光電效應 (Opto-Electro Effect)」。 • 太陽能電池元件是二極體元件中的一種，它不能發光而能夠發電，故又稱為「光伏特二極體元件 (Photovoltaic Diode; PVD)」或「光伏特電池 (Photovoltaic Cell; PVC)」。

  3. 大部分III-V族化合物半導體，是直接能隙半導體，其能量與動量的轉移過程僅需要光子的釋出大部分III-V族化合物半導體，是直接能隙半導體，其能量與動量的轉移過程僅需要光子的釋出 • 在間接能隙半導體方面，其能量與動量的轉移過程不僅僅是光子的釋出，而且其晶體的晶格熱振動將產生動量的變化，進而衍生出聲子的遷移效應

  4. 砷化鎵太陽能電池基本特性 • 高的光電能量轉換效率。 • 適合於大面積薄膜化製程。 • 高的抗輻射線性能。 • 可耐高溫的操作。 • 低成本而高效率化的生產製程。 • 適用於太空衛星系統。 • 可設計為特殊性光波長吸收的太陽能電池。 • 極適合於聚光型或集光型太陽能電池應用。 • 具有正負電極導電支架而易於插件安排。

  5. 從能隙大小來看，磷化銦 (InP)、砷化鎵 (GaAs)、以及碲化鎘 (CdTe) 等半導體材料，是極適合於製作高效率的太陽能電池。 • 能帶間隙小於1.4~1.5電子伏特的半導體材料，其光波的波長分布於紅外光的光譜區域，適合於紅外光的光波吸收。 • 倘若將不同能隙的半導體材料，進行不同薄膜層的堆疊，可以使其波長感度變得較大的區域分布，因而可以吸收不同波長的光譜，進而提升光電轉換效率。

  6. 集光型太陽能電池的光電轉換效率 及其電池操作溫度的關係圖

  7. 氮化鎵太陽能電池基本特性 • 直接能隙遷移型半導體特性。 • 可吸收太陽光的全光譜區域。 • 光電轉換效率可達50%左右。 • 適合於大面積薄膜化製程。 • 高的抗輻射性能。 • 高的化學安定性 。 • 低的成本而高效率化的生產製程。無毒性以及無環境污染性。 • 適合於集光型太陽能電池應用。

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