InGaAs热光伏电池器件和系统研究

摘要：

InGaAs电池具有吸收带隙低,效率高,稳定性好的优点,广泛应用于热光伏(TPV)器件.本文从材料生长,器件制造和系统综合方面研究了InP衬底上0.73 eV In0.53Ga0.47As晶格匹配和0.6 eV In0.68Ga0.32As晶格失配热光伏电池.通过缓冲层厚度计算,分析了组分波浪上升式InAsP结构的应力弛豫机制,单层缓冲层厚度150 nm时能够释放84％的失配应力.晶格匹配In0.53Ga0.47As和晶格失配In0.68Ga0.32As室温光致发光波长分别为1.69和2.05 μm.在AM1.5G标准光谱下,0.73和0.6 eV InGaAs TPV电池的转换效率分别为12.38％和8.41％.然而在1323 K辐射温度下,0.6eV InGaAs TPV电池的转换效率超过0.7 eV InGaAs TPV电池,利用黑体辐射公式标定后转换效率分别达到26.9％和25.4％.搭建了热光伏原理样机系统,通过InGaAs热光伏电池串并联方式,实现了1470 K辐射温度下5W的输出功率,完成了热辐射能到电能的稳定转换.

关键词：TPV电池、InGaAs、效率、系统

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资助基金：国家自然科学基金61704186,61774165,61534008;中国科学院重点前沿科学项目QYZDB-SSW-JSC014;江苏省重点研发项目BE2016085;中国科学院BIC对外合作项目121E32KYSB20160071

在线出版日期：2018-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：70-79