2024年中國薄膜太陽能電池細(xì)分市場發(fā)展現(xiàn)狀分析 航天領(lǐng)域市場推動(dòng)砷化鎵電池發(fā)展【組圖】

行業(yè)主要上市公司：拓日新能(002218)、上海電氣(601727)、深賽格(000058)、明陽智能(601615)、隆基綠能(601012)、通威股份(600438)、協(xié)鑫集成(002506)、寶馨科技(002514)等。

本文核心數(shù)據(jù)：砷化鎵電池效率

砷化鎵電池具有性能高、耐高溫、工藝復(fù)雜等特征

砷化鎵電池是薄膜太陽能電池的分支之一。砷化鎵(GaAs)屬于III-V族化合物半導(dǎo)體材料，其能隙與太陽光譜的匹配較適合，且能耐高溫。與硅太陽電池相比，GaAs太陽電池具有較好的性能，但加工的技術(shù)的復(fù)雜度較高。

砷化鎵電池主要應(yīng)用領(lǐng)域

砷化鎵電池主要分為空間用砷化鎵太陽能電池和地面聚光砷化鎵太陽能電池。由于轉(zhuǎn)換效率高、抗輻射、壽命長、高溫下性能衰減低，砷化鎵太陽能電池在空間飛行器領(lǐng)域取代晶體硅太陽能電池，成為最主要的新一代空間電源。地面聚光砷化鎵太陽能電池方面，地面聚光技術(shù)的迅猛發(fā)展，大大降低了地面用砷化鎵太陽能發(fā)電系統(tǒng)的單位成本，使其經(jīng)濟(jì)性提高，砷化鎵電池在地面進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用成為可能。

砷化鎵電池技術(shù)持續(xù)突破

根據(jù)《2023-2024CPIA光伏技術(shù)路線圖》，目前主流技術(shù)是金屬有機(jī)化合物氣相外延(MOCVD)，及襯底剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)。較為成熟的電池結(jié)構(gòu)有晶格匹配的單結(jié)GaAs 電池、晶格匹配的GaInP/GaAs 雙結(jié)電池，以及晶格失配的GaInP/GaAs/GaInAs 三結(jié)電池。由于該領(lǐng)域的設(shè)備及技術(shù)獨(dú)特性，進(jìn)行研發(fā)的研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)較少，目前企業(yè)研發(fā)主要以三結(jié)電池為主。2023 年，三結(jié)電池的研發(fā)平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到36.9%。

國內(nèi)外多家公司初步探索砷化鎵產(chǎn)業(yè)化

GaAs太陽能電池，憑借著其耐高溫、耐輻射等特點(diǎn)，在空間應(yīng)用、無人機(jī)、移動(dòng)能源、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域具備很大的發(fā)展?jié)摿?，但受成本高、?yīng)用領(lǐng)域特殊等因素影響，目前還未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。目前美國在砷化鎵太陽能電池技術(shù)上處于領(lǐng)先地位，Emcore公司和Spectrolab公司是全球主要的砷化鎵太陽能電池制造商。國內(nèi)具有空間用三結(jié)砷化鎵太陽能電池芯片生產(chǎn)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)主要為中國航天科技集團(tuán)上?？臻g電源研究所與中國電子科技集團(tuán)18所。

航天領(lǐng)域市場推動(dòng)砷化鎵電池發(fā)展

目前空間用太陽能電池尚處于由晶體硅材料電池向三結(jié)砷化鎵材料電池過渡的階段。國內(nèi)砷化鎵太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的進(jìn)一步提高，必將進(jìn)一步加快其取代晶體硅太陽能電池的速度。并且隨著我國民用衛(wèi)星市場的發(fā)展以及電池產(chǎn)品成本的降低，對空間用砷化鎵太陽能電池的需求將會(huì)進(jìn)一步的增長。

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