3.1.4　三结砷化镓太阳电池

图3-10　三结砷化镓太阳电池结构示意图举例

三结砷化镓太阳电池等类似的多结电池的原理是将不同禁带宽度的半导体材料叠起来，相当于多个子电池叠起来，这些子电池吸收不同波段范围的太阳辐射。

如图3-10所示，三结砷化镓太阳电池是由三个子电池构成的，因为太阳光谱可以连续分为若干个部分，太阳辐射最先到达顶电池，能量最高的入射光光子被顶电池吸收，剩下的入射光光子因为能量小于顶电池的禁带宽度，通过顶电池到达中间电池。能量较高的中间波长的光子被吸收，剩下的一部分能量较小的光子，透过中间电池被底电池吸收，还有一部分无法被电池吸收的光子不被利用。所以，一般的多结电池是按照能带宽度由大到小的顺序叠加起来的。当三结太阳能电池工作时，不同波长的光子被不同层的电池吸收，因此，多结砷化镓电池具有很好的光谱响应度，其光电转换效率比单结砷化镓电池和硅电池更高。

图3-11所示为一个简单的三结砷化镓太阳电池的等效电路图。对于三结电池来说，每个子电池的电流应该都是一样的，由此可以得出

图3-11　三结砷化镓太阳电池等效电路图

式中，Isc1，Isc2，Isc3为各层短路电流；I01，I02，I03为各层反向饱和电流密度。由于三结砷化镓太阳电池可以看作多个太阳电池的串联，因此，其动态特性及各项性能与上文硅太阳电池和单结砷化镓电池相似，这里不做赘述。