【摘 要】
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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 e
【机 构】
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中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院; 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所中国科学院纳米器件与应用重点实验室;
【基金项目】
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国家自然科学基金(编号:61704186,61774165,61534008);中国科学院重点前沿科学项目(编号:QYZDB-SSW-JSC014);中国科学院BIC对外合作项目(编号:121E32KYSB20160071)资助;江苏省重点研发项目(编号:BE2016085)
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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2.05μm.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, 0.6 eV 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5 W的输出功率,完成了热辐射能到电能的稳定转换.
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