研究員評估III-V太陽能電池在電動汽車中的應用

2020-10-08 08:53:05來源：蓋世汽車網關鍵詞：太陽能電池閱讀量：22744

導讀：到2030年，太陽能電動汽車的光伏安裝量或將達到50GW。

　　日本的一項新研究顯示，到2030年，太陽能電動汽車的光伏安裝量或將達到50GW。研究人員稱，由于電動汽車車頂空間有限，效率高于30%的太陽能電池，包括多結III-V電池和III-V/Si電池，是汽車行業應用的候選。然而，必須解決一系列技術和經濟挑戰。

　　據外媒報道，日本豐田汽車公司、電子產品制造商夏普以及日本新能源和產業技術開發組織(NEDO)的研究人員，針對基于砷化鎵(GaAs)和其它III-V材料的太陽能電池進行研究，評估將其應用于由太陽能光伏提供部分動力的乘用車的技術潛力。

　　砷化鎵(GaAs)和III-V太陽能電池因高效率潛力而廣受關注，但是其應用受到成本限制。

　　科學家們表示，到2030年，累計光伏安裝量可能達到50 GW，到2040年達到0.4TW。研究人員稱：“如果每年售出的乘用車中，有70%配備了額定功率為1kW的PV模塊，那么全年市場潛力將達到50GW。”

　　研究人員表示，可以從諸多方面進行技術改進，包括減少薄膜厚度、薄膜高增長率、基板再利用和硅串聯太陽能電池，重要的是，通過大規模生產實現規模經濟。“研究結果表明，可以通過很多途徑，使基于III-V的太陽能電池模塊達到10美元/瓦的價格，比如采用高速增長方法，將年產量提高到10MW，或者使用硅基板來代替昂貴的砷化鎵或鍺基板。”

　　高速沉積(H-VPE)方法可以降低III-V材料的沉積成本，而不顯著降低性能。研究人員表示：“該方法利用III族元素基團，消除形成金屬有機物所需的加工過程，使III組投入成本降低了10倍。H-VPE還提供了更高的吞吐能力，顯示砷化鎵的生長速率可達300μm/h，并且提高了反應物的利用率。”然而，突變和無缺陷異質界面(abrupt and defect-free hetero-interface)的研發仍面臨挑戰，需要繼續進行研究，來提高電阻損耗、外部輻射效率以及對塊體和界面重組的理解。

　　至于以硅為基礎的III-V串聯電池，研究人員表示，由于其效率可達40%以上，且重量輕、成本低，這些電池在汽車應用方面具有巨大的潛力。

　　該研究還簡要介紹夏普的高效III‐V三結太陽能電池模塊對豐田普銳斯PHV的應用結果，該模塊的輸出功率為860W。三結太陽能電池模塊的效率為32.84%，其基礎為磷化銦鎵(InGaP)、砷化鎵(GaAs)和砷化銦鎵(InGaAs)。

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