高倍聚光光伏成为新焦点

经过

30 多年的发展，高倍聚光光伏(HCPV)电池作为第三代太阳能发电技术正逐渐

成为太阳能领域的新焦点，引起了行业内企业的追逐。

　　近日，据媒体报道，利达光电投资的南阳新能源产业聚集区内

300kW 高倍聚光太

阳能电站实现并网。到

2015 年该电站具有 500MW 的生产能力，实现销售收入 60 亿元，

利润

10 亿元(公司现市值 12.9 亿)。该电站是我国第一个最大的具有完全自主知识产权的

高倍聚光太阳能电站。全面地解决目前太阳能发电效率低、成本高的问题，使太阳能的综
合利用率达到

70%以上。

　　经过

30 多年的发展，高倍聚光光伏(HCPV)电池作为第三代太阳能发电技术正逐渐

成为太阳能领域的新焦点，引起了行业内企业的追逐。在日光照射较好的几个欧美国家，
已通过了优惠的上网电价法，随着具有

40%转换效率的

Ⅲ-V 族半导体多结太阳能电池的

普及和成本下降，高倍聚光光伏电池市场进入快速增长期。与前两代电池相比，

HCPV

采用多结的砷化镓电池，具有宽光谱吸收、高转换效率、良好的温度特性、低耗能的制造
过程等优点，使它能在高倍聚焦的高温环境下仍保持较高的光电转换效率。高倍聚光光
伏系统技术门槛较高且行业跨度大，涵盖半导体材料及工艺制造、半导体封装、光学设计
制造、自动化控制、机械设计制造、金属加工等领域。

HCPV 行业的产品包括了多结电池片

外延材料、光电转换芯片、光接收器组件、聚光器、光伏模组、双轴跟踪器等。

　　优势明显

　　与硅基材料相比，基于

III-V 族半导体多结太阳能电池具有最高的光电转换效率，

大致要比硅太阳能电池高

50%左右。III-V 族半导体具有比硅高得多的耐高温特性，在高

照度下仍具有高的光电转换效率，因此可以采用高倍聚光技术，这意味着产生同样多的
电能只需要很少的太阳电池芯片。多结技术一个独特的方面就是材料

--可选择不同的材

料进行组合使它们的吸收光谱和太阳光光谱接近一致，相对晶硅，这是巨大的优势。后
者的转换效率已近极限

(25%)，而多结器件理论上的转换效率可达 68%。目前最多使用的

是由锗、砷化镓、镓铟磷

3 种不同的半导体材料形成 3 个 p-n 结，在这种多结太阳能电池

中，不但这

3 种材料的晶格常数基本匹配，而且每一种半导体材料具有不同的禁带宽度，

分别吸收不同波段的太阳光光谱，从而可以对太阳光进行全谱线吸收。

　　

HCPV 芯片的生产过程如下，首先利用 MOCVD 技术在 4 英寸锗衬底上外延砷化镓

和铟镓磷形成３结电池片的材料，然后在外延片上利用光刻、

PECVD、蒸镀等技术，制

备减反膜以及主要成份为银的金属电极，再经划片清洗等工艺，生产出

HCPV 芯片 。

HCPV 芯片的主要生产商有美国的 Spectrolab、Emcore，德国的 Azurspace，加拿大
Cyrium，中国台湾 Arima、Epistar 等。衬底剥离的芯片和量子点技术是目前 HCPV 芯片领
域的新热点。

除了高转化率之外，高倍聚光光伏还具有温度系数小、电网匹配性好（日发电量高）、对