前進矽谷特別報導(上)

低成本/高效率GaAs晶圓問世 薄膜太陽能嵌入式應用發光

作者: 黃耀瑋
2012 年 11 月 05 日

不畏太陽能產業低迷,美國矽谷薄膜太陽能技術創新公司–Alta Devices正積極透過專利砷化鎵(GaAs)材料薄化、堆疊及晶圓重複利用技術,量產低成本且轉換效率高達29%的可彎曲薄膜太陽能電池,衝刺行動裝置、汽車、建築及無人飛行載具(UAV)等嵌入式應用電源市場。


Alta Devices董事長暨執行長Christopher Norris表示,GaAs係地球上已知可將太陽光子轉換成最多電子的材料;然而,礙於材料及製程成本過高,導致市場發展牛步。如今,Alta Devices藉由專利有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)製造技術,進一步在臨時晶圓上生成厚度僅1微米(μm)的GaAs薄膜,分離後再重複使用該晶圓生產下一片薄膜,一舉突破GaAs高成本桎梏,並有助加速產出時程。
 


Alta Devices董事長暨執行長Christopher Norris提到,目前Alta Devices的GaAs薄膜太陽能電池製作良率高達99%,技術相當純熟。





Norris補充,運用此製程矽智財(IP)生產GaAs薄膜太陽能電池可提高轉換效率,並打造各種可攜、安裝簡便及充電快速的嵌入式電源。近期Alta Devices已量產旗下首款單層結構(Single-justion)GaAs薄膜太陽能電池,搭配該公司的四次太陽能光子回收(4 Photonics Recycle)技術,可達業界頂級29%效率。2013年,Alta Devices更將發布多層結構(Multi-justion)方案,利用堆疊兩層GaAs薄膜,使效率攀升至33%水準;下一階段則可望於2014?2015年演進至三層結構,達成37%效率目標。
 



Norris認為,隨著價格親民、可彎曲且效率令人驚艷的GaAs薄膜太陽能電池出爐,嵌入式設備開發商依賴天然資源實現產品隨時充電的理想將能成真。目前,Alta Devices正密切與美國軍方合作在新一代無人飛行載具上,安裝薄膜太陽能電池系統,使運轉時間從50分鐘延長至4小時以上;並協助打造戰備太陽能遠端電源(Remote Power),便於執行更長時間的軍事任務。
 



另外,Alta Devices亦鎖定行動電源市場,提供更方便的薄膜太陽能充電機制;同時將攜手車廠打造電動車(EV)冷卻系統,藉由太陽能電力驅動車體或鋰電池組散熱機制,避免過度消耗主電池電力,進而增加行駛里程。
 



Norris透露,Alta Devices目前每月產能約2MW,主力供應軍用嵌入式電源;為因應日後龐大產能需求,該公司亦擴大投資並增建新晶圓廠,預計2013年可達到每月13MW產能,2014?2015年新廠落成並上線後,產能則將倍增至40MW。

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