低價、高效率砷化鎵(GaAs)薄膜太陽能將成為無所不在的嵌入式電源。不畏太陽能產(chǎn)業(yè)低迷，美國矽谷薄膜太陽能技術(shù)創(chuàng)新公司--Alta Devices正積極透過專利的GaAs材料薄化、堆疊及晶圓重復(fù)利用技術(shù)，量產(chǎn)低成本且轉(zhuǎn)換效率高達(dá)29%的可彎曲薄膜太陽能電池，借此沖刺行動裝置、汽車、建筑及無人飛行載具(UAV)等嵌入式應(yīng)用市場。

 

Alta Devices董事長暨執(zhí)行長Christopher Norris提到，目前Alta?? Devices的GaAs薄膜太陽能電池制作良率高達(dá)99%，技術(shù)相當(dāng)純熟。

 

Alta Devices董事長暨執(zhí)行長Christopher Norris表示，GaAs系地球上已知可將太陽光子轉(zhuǎn)換成最多電子的材料，扮演提升薄膜太陽能電池效率的重要推手；然而，礙于其材料及制程成本過高，導(dǎo)致市場發(fā)展牛步。如今，Alta Devices已藉由專利有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)制造技術(shù)，進(jìn)一步在臨時晶圓上生成厚度僅1微米(μm)的GaAs薄膜，分離后再重復(fù)使用該晶圓生產(chǎn)下一片薄膜，一舉突破GaAs高成本桎梏，并有助加速產(chǎn)出時程。

 

Norris補(bǔ)充，運(yùn)用此一制程矽智財(IP)生產(chǎn)GaAs薄膜太陽能電池，除大幅縮減成本外，亦可完全發(fā)揮GaAs材料高轉(zhuǎn)換效率價值；同時還能基于薄型可彎折的產(chǎn)品特性，打造各種可攜式、安裝簡便及快速充電的嵌入式裝置應(yīng)用電源。近期，Alta Devices已量產(chǎn)旗下首款單層結(jié)構(gòu)(Single-junction)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(shù)，將達(dá)到業(yè)界頂級29%轉(zhuǎn)換效率。

 

2013年，Alta Devices更將發(fā)布多層結(jié)構(gòu)(Multi-junction)薄膜太陽能電池，利用堆疊兩層GaAs薄膜，使轉(zhuǎn)換效率攀升至33%水準(zhǔn)；下一階段則可望于2014～2015年演進(jìn)至三層結(jié)構(gòu)，達(dá)成37%效率目標(biāo)，持續(xù)擴(kuò)展產(chǎn)品應(yīng)用版圖。

 

事實上，目前太陽能電池大多基于制程成熟、成本低廉的單晶矽與多晶矽技術(shù)，惟轉(zhuǎn)換效率僅有17～19%且攜帶困難，應(yīng)用因而局限于大型電站或居家型太陽能儲能系統(tǒng)，不易發(fā)展成嵌入式電源，進(jìn)而加速太陽能普及腳步。

 

不過，Norris認(rèn)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(shè)備開發(fā)商依賴天然資源實現(xiàn)產(chǎn)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(tǒng)，使運(yùn)轉(zhuǎn)時間從50分鐘延長至4小時以上；并協(xié)助打造戰(zhàn)備太陽能遠(yuǎn)端電源(Remote Power) ，便于執(zhí)行更長時間的軍事任務(wù)。

 

另外，Alta Devices亦鎖定其他嵌入式應(yīng)用市場，積極催生薄膜太陽能行動電源，提供智慧型手機(jī)、平板裝置更方便的充電機(jī)制；同時還將攜手車廠打造電動車(EV)冷卻系統(tǒng)，藉由太陽能電力驅(qū)動車體或鋰電池組散熱機(jī)制，避免過度消耗主電池電力，進(jìn)而增加行駛里程。

 

Norris透露，GaAs薄膜太陽能電池兼具高效率、低成本、快速生產(chǎn)及可彎曲設(shè)計等優(yōu)勢，未來在嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的滲透率將節(jié)節(jié)高升。由于Alta Devices目前每月產(chǎn)能約2MW，主力供應(yīng)軍用嵌入式電源；為因應(yīng)日后龐大產(chǎn)能需求，該公司亦已擴(kuò)大投資并增建新晶圓廠，預(yù)計2013年可達(dá)到每月13MW產(chǎn)能，2014～ 2015年新廠落成并上線后，產(chǎn)能則將倍增至40MW。