砷化镓太阳能电池研究的回顾

  中科院上海冶金研究所“化学冶金”学科在上世纪下半叶逐步转入“半导体材料”研究领域,并于60年代中期成立了“砷化镓材料”、“砷化镓器件”研究室。

 

  1978年,时任所长邹元爔先生根据砷化镓材料本身的实用价值和对材料进行理论研究的需要,亲自组建了“砷化镓太阳能电池研究”的课题。以由杨倩志、黄磊、许郁蒼负责材料研究,吴鼎芬、管丽民负责器件研究的分工开展研究工作。

 

  1978——1985年间(科研人员有较大变动)进行的主要研究工作有:

 

  1.液相外延生长镓铝砷砷化镓p-n结太阳能电池材料的研究;

 

  2.太阳能电池栅极结构的设计与低电阻欧姆接触电池的研究;

 

  3.光学匹配良好的双层减反射膜的研究;

 

  4.砷化镓聚光电池的研究;

 

  5.砷化镓太阳能电池电子和质子辐照试验的研究;

 

  6.砷化镓太阳能电池参数的最优化;

 

  7.镓铝砷砷化镓太阳能电池的反射率及其对太阳能电池的影响;

 

  8.镓铝砷砷化镓太阳能电池结特性的研究,等等。

 

  上述八项工作的成果都早已由相关研究人员写成论文发表。

 

  经过课题组同仁八年来多方位的研究,我们的砷化镓太阳能电池从设计到工艺,从理论到实践,都日臻完善。1985年我们就能够制出耐辐照、能聚光、低反射、开路电压Voc1.02v、短路电流为22.1ma /cm、填充因子FF等于0.82、光电转换效率AM1接近20%的砷化镓太阳能电池。同时从实践和理论上证明了砷化镓材料中杂质铁、硅和晶格缺陷是影响少子寿命和扩散长度的主要因数,而降低甚至消除这些因数就是提高砷化镓太阳能电池光电转换效率的主攻方向。

 

  光阴荏苒,时过境迁。三四十年后的今天,太阳能电池早已不是书桌上的蓝图,实验室里的“佳肴”,而成为了家喻户晓、触手可及的一种绿色能源,更是人类步入太空时代的保障。我被告知那些正在天空翱翔的无数人造卫星中的某一颗小卫星上已经安装上由我所向上海新宇电源厂技术转让后生产的砷化镓太阳能电池。为此,我要为当今取得的一切成就和更加美好的前景祝福。   

    

  (作者:管丽民  原化合物半导体器件研究室副研究员)




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