stsat

多结GaAs太阳电池技术参数和性能指标简介

康健

【期刊名称】《太阳能》

【年(卷),期】2014(000)002

【总页数】3页(P46-48)

【作者】康健

【作者单位】

【正文语种】中文

韩国WEC2013世界能源大会上，意大利CESIS.p.A公司CEOMatteoCodazzi

向万众生能源科技董事长康健全面介绍了高效多结太阳电池技术性能和应用前景，

希望到中国设立研发中心和投资建厂，为中国卫星和地面太阳能发电提供高效

(39%～42%)太阳电池。

据MatteoCodazzi介绍，CESI是研发和生产GaAs(砷化镓)太阳电池的全球前三

大供应商之一，CESI目前生产的三结太阳电池地面应用效率最高可达40%，空间

应用效率最高超过30%，且寿命可超过30年，能承受温度-250～300℃。CESI

正在研发四结太阳电池，据称效率可达到42%。

下面以CESI成熟应用的三结太阳电池为例，介绍一下地面应用和空间应用的技术

参数和性能指标，供国内研究机构和生产厂家对比和参考。

1地面应用三结太阳电池技术指标和性能参数(产品型号:CCTJ-40)

1.1特性参数

图1地面应用三结太阳电池及其结构图

用于CPV系统的InGaP/GaAs/Ge太阳电池：

▲n型发射区p-n结

▲与入射光谱相匹配的多层减反射涂层

▲适用于地面应用，高倍聚光(超过1000suns)

▲镀金，银上下电极，可压焊或熔焊或键合

▲尺寸为1mm2～2cm2

▲可为客户定制尺寸

▲厚度为170±30µm

▲最小平均效率为39%

▲工作温度＜100℃

▲最高承受温度＜350℃

▲符合ESAECSS标准中E20-08对热循环和湿度的要求

▲外部旁路二极管为反向偏压提供保护

1.2性能参数/A·cm-2

表1典型太阳电池电性能参数(AM1.5D，低AOD，T=25℃)SunsJsc/A·cm-2

Voc/VPm/W·cm-2FFEff/%2003.02.97.60.8938.15007.43.119.6

0.8639.1100014.83.1539.10.8439.1

图2500suns25℃、活动面积1cm2时的I-V曲线

图3光谱响应图

图4效率分布图

表2500suns下的温度效应(20～70℃)艼sc/芓Voc/芓苃/芓/µA·cm-2·℃-1

/mV·℃-1/%abs·℃-16.9-3.99-0.05

2空间应用三结太阳电池技术指标和性能参数(产品型号:CTJ-30)

2.1功能和特性

用于空间应用的InGaP/GaAs/Ge三结太阳电池：

▲n型发射区p-n结

▲太阳电池质量很小，为81～89mg/cm2

▲厚度为160±20µm

▲平均效率达29%

▲完全符合ESA标准中ECSS-E-ST-20-08C对LEO和GEO轨道的要求

▲外接旁路二极管用于反向偏置保护

▲镀金，银上下电极，可压焊或熔焊或键合

▲现有标准尺寸为8cm2、26.5cm2、27.5cm2和30.15cm2

▲可为客户定制尺寸

▲良好的机械强度

2.2性能数据

表3太阳电池平均电性能参数(AM0,T=25℃)尺寸/cm2Isc/mAVoc/VIm/mA

Vm/V26.54732.64552.3230.155382.615172.33

图5典型的I-V曲线(电池面积26.5cm2，效率29.5%）

图6寿命初始期平均光谱响应

表4温度系数(*)1MeVelectrons△Jsc/△T△Voc/△T△Jpmax/△T

△Vpm/△T/µA·cm-2/mV·/µA·cm-2/mV·℃-1·℃-1·℃-1·℃-1BOL15.3-5.324

12.9-6.0261·1014e-/cm2(*)16.7-5.58914.3-5.9645·1014e-/cm2(*)17.2-

5.67014.0-6.0501·1015e-/cm2(*)16.4-5.67717.1-6.092温度系数

表5电子辐照衰降表1MeVElectronsIrradiation,EOL/BOLratios

(RF)Fluence/e·cm-2RFIscRFVocRFPm1.0e140.990.980.975.0e14

0.960.950.911.0e150.910.930.84

表6100keV质子辐照衰降表100keVProtonsIrradiation,EOL/BOLratios

(RF)Fluence/p·cm-2RFIscRFVocRFPm1.0e100.990.980.961.0e11

0.860.940.72

表71MeV质子辐照衰降表1MeVProtonsIrradiation,EOL/BOLratios

(RF)Fluence/p·cm-2RFIscRFVocRFPm1.0e101.000.980.981.0e11

0.980.930.87

表810MeV质子辐照衰降表10MeVProtonsIrradiation,EOL/BOLratios

(RF)Fluence/p·cm-2RFIscRFVocRFPm1.0e111.000.990.981.0e12

1.000.940.91

2.3技术条件

完全符合ESAECSS-E-ST-20-8C：“PV设备和器件”的要求：

▲电极厚度5～10µm

▲反向偏压后的衰降率＜1%

▲焊点拉力强度＞500gr(4.9N)

▲温湿度循环衰降＜1%

▲太阳吸收率0.902

3卫星应用业绩

卫星应用业绩见表9。

表9卫星应用业绩卫星名称电池板放置地N¡ofcells发射日期电池类型/电池效率

/尺寸CosmoSkymed1-3SelexGalileoTJ/27%/30cm2118002007Cosmo

Skymed14SelexGalileoTJ/27%/30cm259002010AGILESelexGalileo

TJ/27%/30cm26802007MESBHASelexGalileoTJ/27%/30cm2

310Oct.2010PalamedeSelexGalileoCTJ/27%/30-17cm21002010Asolant

CESICTJ/27%/30cm240Oct.2010KosmosKvantCTJ/3

360Mar.2010PicoPotCESICTJ/27%/30cm210Jun.2009Unisat4CESI

CTJ/27%/30cm215Jun.2009KanopusBKvantCTJ/25%/26cm22

050Jun.2010Glonass-KKvantCTJ/28%/26cm280000Nov.2010Picosat

WTUCTJ/28%/30cm227tbdKanopusⅡKvantCTJ/28%/26cm245002011

KanopusB-2KvantCTJ/28%/26cm225002011STSAT3Selex

GalileoCTJ/28%/30cm2418tbde-starCESICTJ/28%/26cm220tbdZOND

KvantCTJ/28%/26cm230002012METEORMIKvantCTJ/28%/26.5cm210

0002012TECHDEMOSATSurreyLtd/ENESCTJ/25%/8cm2250tbdTECHDE

MOSATSurreyLtd/ENECTJ/28%/26.5cm233tbdLATTESOrbital

EngniariaCTJ/28%/26cm21850tbdIONOZNDKvantCTJ/28%/26cm210

000tbd

图7