图七 砷化镓电池结构断面及其UI曲线
目前，砷化镓电池主要还是应用在宇宙空间探测利用等方面，在地面使用较少。目前全
世界专业制作砷化镓聚光电池的工厂有美国的Emcore，SpectroLab(波音的子公司)和德国的Azur Space等，中国的产业化推广还未成形。2007年8月开始，由于聚光技术的采用，砷化镓电池从卫星上的使用转变为聚光的太阳能发电站的规模应用。为此，Emcore公司花了1000万美元，将产能增加到目前的每年150兆瓦。在2008年，全球的砷化镓电池的生产取得突破性的发展。4月，作为砷化镓生产的全球主要厂家之一的Spectro Lab，获得350兆瓦，9300万美元（1000倍聚光）的电站订单。在东亚地区，也有初步的生产推广，2008年5月，韩国电站就接到70兆瓦，2800万美元（500倍聚光）的订单。
GaAs太阳能电池作为新一代高性能长寿命空间主电源，必然逐步取代目前广泛采用的
硅电池，在空间光伏领域占据主导地位。而我国航天事业的飞速发展迫切需要这类高性能长寿命的空间主电源，目前在GaAs电池领域与国外先进水平差距较大，必须加快研制，重点发展三结以上的高效率GaAs多结太阳能电池。
3.2 有机材料
主要是小分子材料和高分子聚合物材料。前者具有可加工成大面积以及有机小分子合
成，表征相对简单，化学结构容易修饰，可以根据需要增减功能基团，而且可以通过各种不同方式相互组合，已达到不同的目的，同时可以恰当的模拟生物体内功能分子的作用。如：ＣｕＰＣ，ＡＬｑ３。后者具有成本低，制作方便，易于推广普及等优点。如：ＭＥＨ-ＰＰ
Ｖ（对苯乙炔）。
较硅材料而言，有机材料具有制造面积大，廉价，柔性；制备工艺简单，可采用真空蒸
镀或涂敷的方法制备成膜，或制作成作成柔性的太阳能电池；若继续降低成本并减少大规模生产对环境造成的影响则可获得更大收益。
目前有机太阳能电池在特定条件下光电效率已达9.5%。
图八 有机电池光电流的形成
主要有以下三种结构： a) 单质结结构
是以Schotty （肖特基）势垒为基础原理而制作的有机太阳能电池。其结构为玻璃/金属电极/染料/金属电极，利用了两个电极的功函不同，可以产生一个电场，电子从低功函的金属电极传递到高功函电极从而产生光电流。由于电子—空穴均在同一种材料中传递，所以其光电转化率比较低。
b) P-N 异质结结构
是指这种结构具有给体-受体（N 型半导体与P 型半导体）的异质结结构。其中半导体的材料多为染料，如酞菁类化合物、北四甲醛亚胺类化合物，利用半导体层间的D/A 界面以及电子—空穴分别在不同的材料中传递的特性，使分离效率提高。结合无机以及有机化合物的优点制得的太阳能电池光电转化率在5%~6%。
c) 染料敏化太阳能电池（DSSC）
主要是指以染料敏化的多空纳米结构TiO2 薄膜为光阳极的一类太阳能电池。它是仿生植物叶绿素光合作用原理的太阳能电池。而NPC 太阳能电池可选用适当的氧化还原电解质从而使光电效率提高，一般可稳定于10%，并且纳米晶TiO2 制备简便，成本低廉，寿命可观，具有不错的市场前景。
4 总结
以上是当今两大类PV材料的概略介绍，我们可以了解到，硅光电池依然具有市
场主导地位。在其他材料中，碲化镉虽研究起步较早，而今主要因技术工艺瓶颈，发展略显停滞；CIS由于其低成本高效率的特性，在初步解决铟、硒的批量化生产问题后将会迈上更高的台阶；砷化镓作为一类新型材料，又由其强大的耐温耐辐性能，必然在空间发电领域取得重大进展；有机电池成本低廉、制作工艺简单且寿命可观，很可能在部分民用小型设备中取得一定地位，而效率不高是限制其大规模应用的一个重要因素。
图九 各类PV材料最优转化效率发展图
上图显示了据NREL（美国国家可再生能源实验室）统计，各类材料的最优转化效
率自1975年以来的发展情况，以供参考。
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