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盖世汽车资讯|研究人员评估III-V太阳能电池在电动汽车中的应用


盖世汽车讯 日本的一项新研究显示 ， 到2030年 ， 全球太阳能电动汽车的光伏安装量或将达到50GW 。 研究人员称 ， 由于电动汽车车顶空间有限 ， 效率高于30%的太阳能电池 ， 包括多结III-V电池和III-V/Si电池 ， 是汽车行业应用的最佳候选 。 然而 ， 必须解决一系列技术和经济挑战 。
盖世汽车资讯|研究人员评估III-V太阳能电池在电动汽车中的应用
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（图片来源：pv-magazine）
据外媒报道 ， 日本丰田汽车公司、电子产品制造商夏普以及日本新能源和产业技术开发组织(NEDO)的研究人员 ， 针对基于砷化镓(GaAs)和其它III-V材料的太阳能电池进行研究 ， 评估将其应用于由太阳能光伏提供部分动力的乘用车的技术潜力 。
砷化镓(GaAs)和III-V太阳能电池因高效率潜力而广受关注 ， 但是其应用受到成本限制 。
科学家们表示 ， 到2030年 ， 全球累计光伏安装量可能达到50 GW ， 到2040年达到0.4TW 。 研究人员称：“如果每年售出的乘用车中 ， 有70%配备了额定功率为1kW的PV模块 ， 那么全年市场潜力将达到50GW 。 ”
研究人员表示 ， 可以从诸多方面进行技术改进 ， 包括减少薄膜厚度、薄膜高增长率、基板再利用和硅串联太阳能电池 ， 最重要的是 ， 通过大规模生产实现规模经济 。 “研究结果表明 ， 可以通过很多途径 ， 使基于III-V的太阳能电池模块达到10美元/瓦的价格 ， 比如采用高速增长方法 ， 将年产量提高到10MW ， 或者使用硅基板来代替昂贵的砷化镓或锗基板 。 ”
高速沉积(H-VPE)方法可以降低III-V材料的沉积成本 ， 而不显著降低性能 。 研究人员表示：“该方法利用III族元素基团 ， 消除形成金属有机物所需的加工过程 ， 使III组投入成本降低了10倍 。 H-VPE还提供了更高的吞吐能力 ， 显示砷化镓的生长速率可达300μm/h ， 并且提高了反应物的利用率 。 ”然而 ， 突变和无缺陷异质界面（abrupt and defect-free hetero-interface）的研发仍面临挑战 ， 需要继续进行研究 ， 来提高电阻损耗、外部辐射效率以及对块体和界面重组的理解 。
至于以硅为基础的III-V串联电池 ， 研究人员表示 ， 由于其效率可达40%以上 ， 且重量轻、成本低 ， 这些电池在汽车应用方面具有巨大的潜力 。
【盖世汽车资讯|研究人员评估III-V太阳能电池在电动汽车中的应用】该研究还简要介绍夏普的高效III‐V三结太阳能电池模块对丰田普锐斯PHV的应用结果 ， 该模块的输出功率为860W 。 三结太阳能电池模块的效率为32.84% ， 其基础为磷化铟镓(InGaP)、砷化镓(GaAs)和砷化铟镓(InGaAs) 。


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