新能源的開發和利用得到了各國政府的高度關注

近年來，能源和環境問題日益突出，新能源的開發和利用得到了各國政府的高度關(guan) 注。太陽能作為(wei) 新能源中的主體(ti) 部分，更加受到廣泛的關(guan) 注。根據歐盟聯合研究中心的預測，到 21 世紀末，在人類所消耗的能源結構中，可再生能源所占的比例將高達 80%以上，其中，太陽能光伏發電占到 60%以上。世界地麵光伏市場以每年 20%~25%的速度快速增長。采用聚光技術，以相對便宜的聚光器來代替昂貴的光伏電池，是降低光伏發電成本的有效途徑。與(yu) 普通晶體(ti) 矽電池相比，III-V 電池的效率較高且溫度特性較好，通過聚光將顯著提高電池電流輸出，特別在高倍聚光後，可獲得更高的光電轉換效率，從(cong) 而有著更高的功率輸出。

國內(nei) 外一些學者開展了對三結聚光砷化镓層疊光伏電池的相關(guan) 研究工作。日本的 Kensuke Nishioka 等人在實驗室基於(yu) 菲涅爾聚光係統，在聚光倍數為(wei) 1~200 倍、電池溫度為(wei) 30~240 ℃的條件下，對三結聚光砷化镓層疊光伏電池的電學特性進行了理論和實驗研究，結果表明：在相同電池溫度下，開路電壓、轉換效率以及短路電流隨聚光比增加而增大；在相同聚光比下，開路電壓、轉換效率以及填充因子隨電池溫度的增加而減小，而短路電流隨電池溫度的增加而增大。美國的 Geffrey S. Kinsey 等人在實驗室內(nei) ，基於(yu) C1MJ 和 C2MJ 三結聚光砷化镓層疊光伏電池，研究了在聚光倍數為(wei) 1~1 000 倍，電池溫度為(wei) 0~120 ℃的條件下光伏電池的電學特性，結果表明，三結聚光砷化镓層疊光伏電池的填充因子和電池效率均隨聚光比的增加先增大後減小，隨電池溫度的增大而減小，在相同溫度下，填充因子在 200 倍左右時達到峰值，而電池效率則在 500 倍左右時達到峰值。日本的Kensuke Nishioka 等人在實驗室內(nei) ，在聚光倍數為(wei) 1 倍時，對光伏電池的電學特性做了理論和實驗結果對比，結果表明，在相同溫度下，開路電壓的理論值和實測值誤差小於(yu) 1.5%，而電池效率的理論值和實測值誤差小於(yu) 2%。

國內(nei) 一些學者也對聚光光伏係統做了相關(guan) 的研究。中國科學院半導體(ti) 研究所的陳諾夫等對聚光光伏係統的發展進行了展望，並根據非聚光條件下光伏電池的計算公式導出了聚光條件下光伏電池開路電壓的理論計算公式；雲(yun) 南師範大學的徐永鋒、李明等基於(yu) 槽式聚光熱電聯供係統，深入分析晶矽電池陣列和砷化镓電池陣列在聚光條件下的輸出特性及輸出功率的影響因素，研究結果表明，聚光光強下砷化镓電池陣列輸出性能優(you) 於(yu) 晶矽電池陣列；河北工業(ye) 大學的楊亞(ya) 麗(li) 對 500 倍聚光條件下三結砷化镓聚光電池的輸出特性進行了相關(guan) 研究，其峰值效率為(wei) 22.24%。

目前對三結砷化镓光伏電池的研究大多采用實驗的方法，在實驗室中，采用模擬太陽光源的方式，研究了三結砷化镓光伏電池在不同聚光比下的電學特性及其溫度特性，其結果雖然能反映三結砷化镓電池性能的變化趨勢，然而應當指出的是，由於(yu) 模擬光源與(yu) 實際太陽光存在著一定的差別，因而電池的實驗室性能與(yu) 實際性能之間存在著一定的偏差，其結果並不能真正反應出三結砷化镓光伏電池在實際工況下的工作特性；通過實際測量三結砷化镓光伏電池的 I-V 特性，研究了三結砷化镓光伏電池的電學特性，但並沒有建立相應的數學模型，僅(jin) 是對實驗測試結果做了相關(guan) 的分析，缺乏理論上對其電學特性的分析