补充资料：化合物半导体薄膜太阳电池材料

化合物半导体薄膜太阳电池材料
thin film materials of compound semiconductor for solar cells

化合物半导体薄膜太阳电池材料thin filmmaterials of eomPound semieonduetor for solarcens在阳光照射下，化合物半导体吸收了大于其能隙的光子，通过光生伏打效应将光能变为电能。用于制作太阳电池的m一V族和n一VI族直接带隙化合物半导体薄膜材料，具有与太阳光谱能量相匹配的能隙，光电转换效率高，抗辐照性能好，是继空间能源用的硅太阳电池材料之后的重要空间用太阳电池材料。 发展简况20世纪50年代，硅太阳电池研制成功并用于第一颗人造卫星后，又研制出Cdsn一VI族太阳电池材料。此后，又研究了CdTe、Cdse及Cu:Se、CuZS，CulnseZ等11一VI族和Cu基太阳电池材料。其中CdS/CulnseZ太阳电池转换效率在1992年达14，8%。在n一VI族化合物太阳电池研制出不久，又发现m一V族化合物半导体具有合适的禁带宽度、直接跃迁和优良的抗辐照特性，可用作太阳电池材料。1962年，用扩散法研制成第一个GaAsm一V族化合物太阳电池。由于GaAs具较高的表面复合速度，转换效率仅9一10%，故利用异质结构材料中宽禁带材料的窗口效应，用液相处延技术，于1972年做成AIGaAs/GaAs异质结构太阳电池，转换效率提高到16%。以后在AMI光照条件下又达21%。1988年初，日本发射了全GaAs太阳电池方阵的CS一3通信卫星。该方阵由8万片Zx4cmZ、平均效率在AMO光照条件下达18.9%的GaAs电池组成。90年代以来，美国发展的GaAs/Gasb级联双结电池，在AMO、100个太阳常数光强下，转换效率达30%。利用多种具有不同禁带宽度的半导体材料组成级联多结太阳电池，是高转换效率化合物半导体太阳电池的发展方向。 种类化合物半导体薄膜太阳电池材料分为m一V族和n一VI族两大类。常用的有以下4种。 ①GaAs太阳电池材料:由GaAsP一N电池结构材料和宽禁带AIGaAs窗口材料组成。GaAs属直接跃迁m一V族化合物半导体材料，迁移率高，室温禁带宽度1.42eV，抗辐照性能好。AIAs的禁带宽度为2.1已V。GaAs太阳电池在AM 1 .5光照条件下，理论光电转换效率可达30.8%，研制中的实际效率在AMO下已大于21%(2 cm X 2 cm)，生产规模的实际平均效率在AMO下已达18 .9%(2 em X 4 em)，明显优于硅太阳电池效率。高效率、抗辐照是GaAs太阳电池主要优点，但其成本高。主要用作空间能源。 ②InP太阳电池材料:InP是直接跃迁m一V族化合物半导体材料，室温禁带宽度1.35eV。抗辐照性能优于GaAs，已研制出转换效率18 .8%的InP太阳电池。其价格较GaAs昂贵，是空间能源的候选材料。 ③GaAs/Gasb级联多结电池材料:GaAs和Gasb均属直接跃迁nl一V族化合物半导体材料。

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