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正積極透過專利的GaAs材料薄化、堆疊及晶圓重復利用技術，量產低成本且轉換效率高達29%的可彎曲薄膜太陽能電池，借此沖刺行動裝置、汽車、建筑及無人飛行載具(UAV)等嵌入式應用市場。

 

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

 

Alta Devices董事長暨執行長Christopher Norris表示，GaAs系地球上已知可將太陽光子轉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，導致市場發展牛步。如今，Alta Devices已藉由專利有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)制造技術，進一步在臨時晶圓上生成厚度僅1微米(μm)的GaAs薄膜，分離后再重復使用該晶圓生產下一片薄膜，一舉突破GaAs高成本桎梏，并有助加速產出時程。

 

Norris補充，運用此一制程矽智財(IP)生產GaAs薄膜太陽能電池，除大幅縮減成本外，亦可完全發揮GaAs材料高轉換效率價值；同時還能基于薄型可彎折的產品特性，打造各種可攜式、安裝簡便及快速充電的嵌入式裝置應用電源。近期，Alta Devices已量產旗下首款單層結構(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，將達到業界頂級29%轉換效率。

 

2013年，Alta Devices更將發布多層結構(Multi-junction)薄膜太陽能電池，利用堆疊兩層GaAs薄膜，使轉換效率攀升至33%水準；下一階段則可望于2014～2015年演進至三層結構，達成37%效率目標，持續擴展產品應用版圖。

 

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，惟轉換效率僅有17～19%且攜帶困難，應用因而局限于大型電站或居家型太陽能儲能系統，不易發展成嵌入式電源，進而加速太陽能普及腳步。

 

不過，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；并協助打造戰備太陽能遠端電源(Remote Power) ，便于執行更長時間的軍事任務。

 

另外，Alta Devices亦鎖定其他嵌入式應用市場，積極催生薄膜太陽能行動電源，提供智慧型手機、平板裝置更方便的充電機制；同時還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，GaAs薄膜太陽能電池兼具高效率、低成本、快速生產及可彎曲設計等優勢，未來在嵌入式應用領域的滲透率將節節高升。由于Alta Devices目前每月產能約2MW，主力供應軍用嵌入式電源；為因應日后龐大產能需求，該公司亦已擴大投資并增建新晶圓廠，預計2013年可達到每月13MW產能，2014～ 2015年新廠落成并上線后，產能則將倍增至40MW。