導(dǎo)讀：由法國(guó)-加拿大研究小組開(kāi)發(fā)的三結(jié)電池基于磷化銦鎵（InGaP）、砷化銦鎵（InGaAs）和鍺（Ge），并且有效面積僅為0.089mm2。它可以用于微型聚光光伏（CPV）中。

專(zhuān)為微型CPV應(yīng)用設(shè)計(jì)的微型多結(jié)太陽(yáng)能電池圖片：UniversitydeSherbrooke/i>

法國(guó)-加拿大研究小組最近開(kāi)發(fā)了一種微米級(jí)三結(jié)III-V太陽(yáng)能電池，用于聚光光伏（CPV）。

該器件基于磷化銦鎵（InGaP）、砷化銦鎵（InGaAs）和鍺（Ge），其有效面積僅為0.089mm2。舍布魯克教授馬克西姆·達(dá)農(nóng)（MaximeDarnon）表示，我們還沒(méi)有將這些電池納入實(shí)際模塊中。我們很樂(lè)意與需要此類(lèi)單元的任何小組合作。

據(jù)他介紹，用于制造電池的過(guò)程幾乎與用于常規(guī)III-V電池的過(guò)程相同，例如由德國(guó)專(zhuān)家AzurSpace生產(chǎn)的那些過(guò)程，不同之處在于基于等離子體的分離和切割過(guò)程。其他用于CPV應(yīng)用的電池則普遍使用了切割。很難預(yù)測(cè)生產(chǎn)條件的確切成本，但是我們可以說(shuō)，采用等離子刻蝕制造的mm2電池的價(jià)格與采用鋸切丁制造的電池近似相同的價(jià)格，而對(duì)于微米級(jí)太陽(yáng)能電池而言，等離子蝕刻是唯一的方法。經(jīng)濟(jì)上可行的解決方案，因?yàn)榕c等離子切割相比，等離子蝕刻所浪費(fèi)的材料少得多，他進(jìn)一步解釋說(shuō)。

該電池的設(shè)計(jì)具有矩形，圓形和六邊形的有源區(qū)域，并使用商業(yè)外延鍺晶片和沉積在晶片背面的鈦鋁（Ti/Al）金屬化層構(gòu)建而成。一個(gè)由氮化硅制成的氫（的抗反射涂層（ARC）SiNxHy）和氫化氧化硅（SiOxHy）然后通過(guò)淀積等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD），這是關(guān)鍵，以盡量減少表面重組。

丟棄鋸切塊以避免由于鍺晶片的易碎性和電池的目標(biāo)小區(qū)域而產(chǎn)生缺陷。研究人員解釋說(shuō)，此外，鋸片切割會(huì)產(chǎn)生線(xiàn)性通道，迫使制造的電池為矩形，這可能不足，具體取決于入射的光分布。

在標(biāo)準(zhǔn)AM1.5G陽(yáng)光條件下分析了微型電池的性能，該器件的開(kāi)路電壓為2.350V，短路電流密度為12.40mAcm-2，填充系數(shù)為82.7％。研究小組指出，但是，在減小電池面積的情況下，在未鈍化ARC的情況下，電池的開(kāi)路電壓下降了多達(dá)10.2％，卻觀察到了電性能的下降。

科學(xué)家實(shí)現(xiàn)的最大效率的34.4％為1mm的2細(xì)胞下的450個(gè)太陽(yáng)集中光并的下33.8％584個(gè)太陽(yáng)為0.25毫米2設(shè)備。他們進(jìn)一步解釋說(shuō)，在較小的電池中，較低的電流和較低的串聯(lián)電阻有望將最大效率轉(zhuǎn)移到較高的濃度。

微米級(jí)電池在《光伏進(jìn)展》中發(fā)表的《MiniaturizationofInGaP/InGaAs/Gesolarcellsformicro‐concentratorphotovoltaics》中進(jìn)行了介紹。該研究小組的成員包括加拿大舍布魯克大學(xué)和加拿大渥太華大學(xué)、法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心（CNRS）、法國(guó)波爾多大學(xué)的科學(xué)家。

這項(xiàng)工作是在納米實(shí)驗(yàn)室納米技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（labn2.caLN2）和系統(tǒng)綜合材料實(shí)驗(yàn)室（IMS）聯(lián)合進(jìn)行的。該研究項(xiàng)目由加拿大自然科學(xué)與工程研究委員會(huì)（NSERC），加拿大Prompt（一家致力于促進(jìn)企業(yè)與公共研究部門(mén)之間的合作伙伴關(guān)系和研發(fā)融資）以及加拿大的工業(yè)合作伙伴共同資助圣奧古斯丁加拿大電氣公司（STACE）。

基于III-V元素材料的化合物生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的成本（根據(jù)其所屬的元素周期表中的組來(lái)命名）已將此類(lèi)設(shè)備限制在利基應(yīng)用（包括無(wú)人機(jī)和人造衛(wèi)星）中，在這些應(yīng)用中，重量輕，效率高的優(yōu)勢(shì)更為明顯。相對(duì)于產(chǎn)生的能量而言，緊迫的問(wèn)題要比成本更重要。