综上所述，高效柔性砷化镓太阳电池的研究已经引起了 人们的广泛关注，并在太阳电池的电池比功率及光电转换效 率上有了极大的提高，我们有理由相信，随着机理以及制备工 目 ｕ ● 艺的不断成熟掌握，新材料的不断涌现开发，新技术的不断开 拓进取，高效率柔性砷化镓太阳电池一定会成功实现，进而由 此引发一场新的绿色环保能源。 参考文献： ［１］ＴＡＫＡＭＯＴＯ Ｔ，ＫＯＤＡＭＡ Ｔ，ＹＡＭＡＧＵＣＨＩ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｐａｐｅｒ－ｔｈｉｎ ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ，２００６，２：１７６９—１７７２． 偏压，、ｒ ［２］ＴＡＫＡＭＯＴＯ Ｔ，ＫＡＮＥＩＷＡ Ｍ，ＩＭＡＩＺＵＭＩ Ｍ，ｅｔ ａ１．ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ— 图１１ 使用原始衬底及重复利用的衬底制作的电池的Ｉ－Ｖ曲线…１ ｂａｓｅｄ ｍｕｌｔｉｊｕｎｃｔｉｏｎ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔ Ｒｅｓ Ａｐｐｌ，２００５， １３（６）：４９５—５１１． 于厚衬底的电池来说，对器件工艺要求会更高，难度更大，实 现分数会相对低一些。为了制造薄膜高效太阳电池，采用反向 生长晶格失配三结太阳电池结构，一方面是因为其具有更高 【３】ＴＳＥＮＧＭＣ，ＨＯＲＮＧＲＨ，ＴＳＡＩＹＬ，ｅｔ ａ１．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｒａｃ— ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆＧａＡｓ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ｏｎ ｃｏｐｐｅｒ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ 的光电转换效率，另一方面，在比较关键的几道器件工艺上（比 如键合，剥离电池衬底）有很多相通之处，实现起来更加的方 便。 ２０１４年，日本ＳＨＡＲＰ公司采用如图２所示的工艺，研制 Ｄｅｖｉｃｅ Ｌｅｔｔ，２００９，３０（９）：９４０—９４２． ［４］ＳＣＨＥＲＭＥＲ Ｊ Ｊ，ＢＡＵＨＵＩＳ Ｇ Ｊ，ＭＵＬＤＥＲ Ｗ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｈｉｇｈ ｒａｔｅ ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｌｉｆｔ—ｏｆｆｏｆＩｎＧａＰ ｆｉｌｍｓ ｆｒｏｍ ＧａＡｓ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ，２０００，７６（１５）：２１３１－２１３３． 出了ＡＭ０转换效率３１．５％的反向生长晶格失配薄膜三结太 阳电池，电池样品如图１２（ｂ）所示。并且，该公司还用３０片转 换效率３１％的薄膜三结太阳能电池制作成组件，组件的比功 率达到了６００ Ｗ／ｋｇ，如图１２（ａ）所示。 ［５］ ＳＭＥＥＮＫ Ｎ Ｊ，ＥＮＧＥＬ Ｊ，ＭＵＬＤＥＲ Ｐ，ｅｔ ａ１．Ａｒｓｅｎｉｃ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｎ ＧａＡｓ ｄｕｒｉｎｇ ｅｔｃｈｉｎｇ ｉｎ ＨＦ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ：ｒｅｌｅｖａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｌｉｆｔ—ｏｆｆ ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ】．ＥＣＳ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏ— ｌｏｇｙ，２０１３，２（３）：５８—６５． ［６］ＢＡＵＨＵＩＳ Ｇ Ｊ，ＭＵＬＤＥＲ Ｐ，ＳＣＨＥＲＭＥＲ Ｊ Ｊ．Ｈｉｇｈ—Ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ Ｓｏｌｒ ａ＿＿ （ａ）Ｇｌａｓｓ ｔｙｐｅ （ｂ）Ｆｉｌｍ ｔｙｐｅ Ｃｅｌｌｓ［Ｍ］．Ｇａｍａｎｙ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，２０１４：６２３— ６４３． ［７］ ＳＣＨＥＲＭＥＲ Ｊ Ｊ，ＢＡＵＨＵＩＳ Ｇ Ｊ，ＭＵＬＤＥＲ Ｐ，ｅｔ ａ１．Ｈｉｇｈ ｒａｔｅ ｅｐｉｔａ－ ｘｉａｌ ｌｉｔｆ—ｏｆｆｏｆ ＩｎＧａＰ ｉｆｌｍｓ ｆｒｏｍ ＧａＡｓ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２０００，７６（１５）：２１３１－２１３３． 图１２ 薄膜太阳电池组件。组件比功率６００ Ｗ／ｋｇ （ＳＨＡＲＰ公司） ［８１ ＯＳＨＩＭＡ Ｒ，ＴＡＫＡＴＡ Ａ，ＯＫＡＤＡ Ｙ．Ｓｔｒａｉｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ｌｎＡｓ／ ＧａＮＡｓ ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔｓ ｆｏｒ ｕｓｅ ｉｎ ｈｉｇｈ ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ，２００８，９３（８）：３． ５总结与展望 基于电池外延反向生长及层转移技术实现的柔性砷化镓 ［９］ＷＵ Ｆ Ｌ，ＯＵ Ｓ Ｌ，ＨＯＲＮＧ Ｒ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｉｎ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｌｉｔ—ｆｏｆｆ ｂｙ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｓｏｌｖｅｎｔ ｆｏｒ ＧａＡｓ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ 电池为在地面和空间的应用提供了很大的空间。柔性砷化镓 电池大大提高了电池的比功率，采用衬底可复用大大降低了 电池制备成本，增强了电池的应用空间，为研究柔性太阳电池 的工作原理提供了一个崭新的创新平台。柔性砷化镓电池必 ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｓｏｌｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｔｅｒａｉａｌｓ ａｎｄ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ，２０１４，１２２： ２３３．２４０． 【１０】ＴＡＴＡＶＡＲＴＩ Ｒ，ＨＩＬＬＩＥＲ Ｇ，ＤＺＡＮＫＯＶＩＣ Ａ，ｅｔ ａ１．Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ， ｌｏｗ ｃｏｓｔ ＧａＡｓ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ｏｎ ４”ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｌｉｔｆｏｆｆ（ＥＬＯ）ｗａｆｅｒｓ［ｃ］／／ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００８．Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ：ＩＥＥＥ， 须满足三个关键条件才可以实现高效电池：第一，外延生长高 质量的子电池材料；第二，外延层转移过程中增加腐蚀应力， ２００８：１—４． 加速腐蚀交换速率，提高衬底腐蚀剥离速度；第三，电池外延 有源层与柔性衬底的热匹配，满足热冲击下的可靠性。尽管部 分关键技术已经被突破，但离柔性砷化镓电池工程化应用还 有很长一段路要走，这主要是由材料特性所决定的［１２］。于是下 一［１ １］ＬＥＥ Ｋ，ＺＩＭＭＥＲＭＡＮ Ｊ Ｄ，ＸＩＡＯ Ｘ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｕｓｅ ｏｆ ＧａＡｓ ｓｕｂ－ ｓｔｒａｔｅｓ ｆｏｒ ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｌｉｔｆ－ｏｆｆｂｙ ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ－ ｎａｌ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，２０１２，１１１（３）：３５２７． 步的目标是通过提高外延材料生长质量，提高外延材料与 ［１２］ＹＯＵＴＳＥＹ Ｃ，ＡＤＡＭＳ Ｊ，ＣＨＡＮ Ｒ，ｅｔ ａ１．Ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｌｉｔｆ－ｏｆｆｏｆｌａｒｇｅ— 太阳光谱的匹配度以及电池外延有源层与柔性衬底的热匹 ａｒｅａ ＧａＡｓ ｔｈｉｎ—ｉｆｌｍ ｍｕｌｔｉ－ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳ ＭＡＮＴＥＣＨ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ｂｏｓｔｏｎ：ＣＳ ＭＡＮＴＥＣＨ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．２０１２． 配，可最终实现高效柔性砷化镓太阳电池的制备。 １ ５５７ ２０１ ５．７ Ｖ０Ｉ．３９ Ｎ０．７
