光伏电池转化率再创世界记录、砷化镓材料望迎来风口「砷化镓太阳电池」

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近日，有报道称今年上半年，国内光伏发电装机30.88GW，同比增长137.4%，已超过去年前十个月装机之和(29.31GW)。此外，最早投入使用的光伏设备即将抵达20至25年设计使用寿命终点，第一批大规模光伏退役潮即将到来。光伏技术走向将决定全球能源格局，砷化镓则极有可能占有一席之地。

光伏产业的关注核心之一，是能量转化效率。根据媒体报道，当前TOPCon量产线转换效率为24%-24.5%，HJT产线整体平均效率在24%左右。此前，隆基绿能宣布HJT研发取得重大突破，光电转换效率达到26.50%，创造了大尺寸单结晶硅光伏电池效率新的世界纪录。根据德国哈梅林太阳能研究所（ISFH）测算，HJT电池理论最高效率是27.5%，双面多晶硅钝化TOPCon电池的理论最高效率约28.7%。也就是说，我国光伏技术非常领先，现有的技术已经不断逼近能量转化的理论极限。

最近大热的钙钛矿叠层电池的实验转换效率已经超越硅基太阳能技术。钙钛矿可制备2结、3结及以上的叠层电池，转换效率可提高到40%左右，3结及以上的理论转换效率更是能达到50%左右。不过这并不是最厉害的。

世界三大再生能源研究机构之一的德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer ISE）使用了一种由砷化镓（GaAs）制成的薄光伏电池，获得了68.9％的转化效率，这是迄今为止在光能转化为电能方面获得的最高效率，世界纪录被再次刷新。这一转化效率远超钙钛矿，更是甩了TOPCon、HJT几条街。

值得注意的是，砷化镓作为太阳能电池材料，比钙钛矿更接近实际应用。日前我国发射的问天实验舱，采用的就是三结砷化镓太阳能柔性电池翼。砷化镓被运用于太空作为发电用途已有很长的历史，一直被认为效率最高的光伏电池技术。

砷化镓电池一直被认为效率最高的光伏电池，其超高的光电转化效率让它在空间应用中常用。由于砷化镓高昂的制造成本，地面光伏电站极少使用。但目前新的生长技术大大缩短了制作太阳能电池的时间，有望带来工艺成本的大幅下降，使砷化镓电池大规模商用成为可能。

同时，砷化镓是目前最为成熟的化合物半导体材料，在5G手机射频和光电子领域占据主导地位。根据权威报告，5G手机中射频开关从4G手机的10个增加至30个、功率放大器平均单机价值从4G手机的3.25美元增加至7.5美元，这些都带动砷化镓器件市场规模的增长。

“十三五”时期以来，国家层面的政府部门发布了多项关于半导体行业、半导体材料行业的支持、引导政策，这些鼓励政策涉及减免企业税负、加大资金支持力度、建立产业研发技术体系。一直以来，研究人员都在致力如何开发能降低成本的技术。如今三接面砷化镓电池之转换效率已可高达40%，制造成本亦大幅降低。业内研发的动态氢化物气相外延（D-HVPE）的新生长技术大大缩短了制作太阳能电池的时间，有望带来工艺成本的大幅下降，砷化镓电池成本平民化望迎来曙光。随着技术工艺的推动，光伏电池对砷化镓需求望加速释放，产业链望迎来风口。

海特高新：砷化镓 氮化镓 碳化硅

海威华芯成立于2010年，位于成都双流，是国内较早提供6吋砷化镓和6吋氮化镓纯晶圆制造（Foundry）服务的芯片制造企业。海威华芯投资21亿元，于2015年在中国建成了6吋砷化镓/氮化镓半导体集成电路芯片军民两用商业化生产线。2021年成功完成第三轮融资近20亿元，新的融资将持续用于开展化合物半导体芯片技术能力的突破及产能的提升，使海威华芯的技术能力持续保持领先，为行业内客户提供更为优质的服务。

公司规划用地225亩，拥有成熟的化合物半导体生产加工设备1200余台套，均为量产型机台，性能稳定、生产效率高、加工精度高。海威华芯建立了完整的技术团队，聚集多名国际知名咨询专家，国际大厂的生产制造人才，国内外知名院校的博士、博士后，人才梯队完整。

海威华芯是面向国内外提供6吋砷化镓/氮化镓半导体集成电路晶圆制造（Foundry）的芯片制造企业，其"6吋GaAs/GaN生产线"是半导体产业链不可或缺的重要环节，已达到业内先进水平。

公司目前已完成包括砷化镓、氮化镓、碳化硅等在内的6大类工艺产品的研发，

提供四类集成电路制程技术包括GaAs工艺的PHEMT、GaN工艺的PHEMT、HBT、无源集成，支持制造功率放大器、滤波器、光电探测器、功率电子、激光器等产品，产品广泛应用于5G移动通信、AI人工智能、雷达、汽车电子、电力电子、光纤通讯、3D感知、新能源、防务等领域。谢谢。氮化镓电力电子用在新能源汽车、充电桩等领域,目前公司电力电子业务发展向好，硅基氮化镓已经向客户批量供货。

乾照光电（300102）生产的三结砷化镓太阳能电池综合性能处于国内领先、国际先进水平，是航空航天军工领域最重要的太阳能电池供应商。

云南锗业（002428）在互动平台表示，正在积极研发可用在光电子器件和光电集成方面的砷化镓材料。