# Sel Surya GaAs Triple-Junction — Struktur dan Keuntungan > Sel surya GaAs triple-junction: bagaimana tiga junction bertumpuk membagi spektrum, mengapa efisiensi melewati 30%, dan di mana biaya membatasi penggunaan concentrator. ![Sel Surya GaAs Triple-Junction — Struktur dan Keuntungan](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20260929/ooitech-triple-junction-gaas-structure-cover.webp) - ** 2026-06-24 - ** 1532 Dilihat - ** [Blog](./Blog.html) ## Sel Surya GaAs Triple-Junction — Struktur dan Keuntungan **Jawaban singkat:** Sel surya GaAs triple-junction menumpuk tiga sambungan fotovoltaik, masing-masing disetel untuk menyerap pita spektrum matahari yang berbeda, pada substrat gallium arsenide. Karena setiap sambungan hanya mengonversi foton yang cocok dengannya, dan cahaya yang tidak terpakai diteruskan ke lapisan di bawahnya, tumpukan ini mengonversi spektrum jauh lebih banyak daripada sel silikon single-junction. Inilah sebabnya sel GaAs triple-junction melampaui efisiensi 30% di bawah konsentrasi, dibandingkan sekitar 22% hingga 24% untuk silikon arus utama. Trade-off-nya adalah biaya: epitaksi GaAs pada substrat germanium atau GaAs jauh lebih mahal per watt daripada silikon, sehingga teknologi ini terbatas pada fotovoltaik konsentrator dan pesawat antariksa, di mana daya per kilogram lebih penting daripada biaya per watt. Susunan antariksa menggunakannya karena massa dan area terlipat menjadi kendala pembatas. Manufaktur Modul PV · oleh Jerry, Ooitech ## Pendahuluan Seiring pertumbuhan penerbangan luar angkasa komersial, pesawat ruang angkasa membutuhkan lebih banyak daya listrik. Fotovoltaik luar angkasa berfungsi sebagai sumber daya utama bagi sebagian besar pesawat ruang angkasa, sehingga pilihan teknologi sel surya secara langsung memengaruhi keberhasilan misi, efektivitas biaya, dan daya saing di pasar. Saat ini, ada tiga arah teknologi utama: gallium arsenide (GaAs), heterojunction tipe-p (HJT), dan sel tandem HJT/perovskite tipe-p. Melihat arah teknologi dan potensi jangka panjangnya, serta menggali kelebihan dan kekurangan inti dari setiap jalur, GaAs masih unggul. Meskipun ada tantangan biaya, kinerja menyeluruh yang tak tertandingi, keandalan terbukti di lingkungan ekstrem, dan ruang pengurangan biaya yang jelas dan besar menjadikan GaAs pilihan terbaik untuk misi luar angkasa komersial bernilai tinggi dan keandalan tinggi saat ini dan dalam 3-5 tahun ke depan. ## Keunggulan Sel Triple-Junction GaAs ### Efisiensi tinggi Celah pita GaAs (1,42 eV) berada tepat dalam kisaran optimal secara teoritis. Selain itu, sel multi-sambungan menumpuk lapisan GaInP, GaAs, dan Ge yang masing-masing menyerap foton energi tinggi, menengah, dan rendah, yang sangat memperluas spektrum yang dapat mereka gunakan. Sel GaAs triple-junction terbaru untuk fotovoltaik luar angkasa kini mencapai efisiensi konversi daya di atas 30%. ### Keandalan tinggi Ketahanan radiasi yang kuat dan stabilitas suhu tinggi yang sangat baik membuat sel-sel ini sangat cocok untuk kebutuhan inti misi berumur panjang dan berkinerja tinggi. Keunggulan kinerja cukup untuk mengimbangi biaya yang lebih tinggi. ### Teknologi matang dengan rekam jejak panjang di orbit Pada tahun 1965, satelit Venera 3 milik Uni Soviet menjadi yang pertama menggunakan sel GaAs. Pada tahun 1995, satelit komunikasi komersial pertama MEASAT menggunakan GaAs sambungan tunggal sebagai unit daya utamanya, dan desain panel surya tersebut membangun basis data lengkap yang membuktikan bahwa sel GaAs dapat memenuhi kebutuhan daya sepanjang siklus hidup pesawat ruang angkasa. Sejak saat itu, sel GaAs secara bertahap menggantikan sel yang lebih tua sebagai unit pembangkit listrik dasar pada pesawat ruang angkasa, berevolusi langkah demi langkah dari desain sambungan tunggal menjadi multi-sambungan. ## Mengapa Dirancang sebagai Struktur Tiga Sambungan? Setiap material semikonduktor hanya dapat menyerap foton dengan energi lebih besar dari celah pitanya secara efisien. Foton dengan energi terlalu rendah tidak dapat digunakan, sementara foton dengan energi terlalu tinggi kehilangan kelebihannya sebagai panas (kerugian termalisasi). Celah pita sel sambungan tunggal tidak dapat mencocokkan spektrum matahari dengan sempurna. Ambil contoh sel silikon sambungan tunggal: ia dapat menyerap foton dalam rentang 0,3-1,1 μm (300 nm-1100 nm), terutama bekerja pada pita 0,38 μm-0,7 μm. Itulah mengapa sel silikon sambungan tunggal memiliki batas efisiensi yang terbatas, dengan batas teoritis sekitar 29,7%. Sel tiga sambungan membagi pekerjaan di antara tiga sub-sel, mengiris spektrum matahari menjadi tiga segmen sehingga setiap sub-sel beroperasi pada pita yang paling sesuai. Ini secara tajam mengurangi kerugian termalisasi dan kerugian ketidakcocokan spektrum. Secara teori, sel multi-sambungan dapat mendekati efisiensi 50%, jauh lebih tinggi dari yang dapat diberikan oleh struktur sambungan tunggal. ## Struktur Sel GaAs Tiga Sambungan Sel GaAs tiga sambungan dibagi menjadi tiga bagian: sel atas, sel tengah, dan sel bawah. Setiap bagian menggunakan material utama (daerah basis) yang berbeda dan memainkan peran yang berbeda. ### Sel atas Biasanya AlGaInP / GaInP, dengan celah pita sekitar 1,8-1,9 eV. Ini terutama menyerap foton panjang gelombang pendek (ultraviolet, cahaya biru). Sel atas menyerap foton energi tinggi dan mengurangi kerugian termalisasi. ### Sel tengah Biasanya InGaAs atau GaAs, dengan celah pita sekitar 1,42 eV. Ini terutama menyerap foton panjang gelombang menengah dan panjang (cahaya hijau, kuning, merah). Sel tengah menangani panjang gelombang menengah hingga panjang dan menyumbang sebagian besar arus foto. ### Sel bawah Biasanya Ge, dengan celah pita sekitar 0,67 eV. Ini terutama menyerap foton panjang gelombang panjang (inframerah dekat). Sel bawah menangkap cahaya inframerah yang sangat menembus. Sekarang mari kita lihat fungsi setiap lapisan. ### ① Lapisan Kontak Terletak tepat di atas lapisan Cap terluar, ini adalah lapisan semikonduktor yang langsung disentuh oleh elektroda logam. Biasanya terbuat dari GaAs atau GaInP yang didoping berat n⁺⁺. Tugas utamanya adalah menurunkan resistansi kontak—doping berat membantunya membentuk kontak ohmik yang baik dengan elektroda logam dan mengurangi kerugian listrik. Lapisan ini juga melindungi daerah aktif, mengisolasi elektroda logam dari daerah aktif halus di bawahnya (lapisan jendela, emitor, dll.) untuk mencegah kerusakan proses. ### ② Lapisan Cap Terletak di atas lapisan jendela dan di bawah lapisan anti-refleksi, berada di antara film anti-refleksi dan lapisan kontak. Biasanya terbuat dari GaAs, meskipun beberapa desain menggunakan oksida konduktif transparan (TCO) seperti ITO. Peran utamanya adalah membantu pengumpulan arus sebagai "elektroda bantu", bekerja sama dengan lapisan kontak untuk mengumpulkan dan mengalirkan arus secara lateral—terutama berguna untuk desain grid garis halus. Ketebalan dan indeks biasnya juga dapat disetel untuk berpartisipasi dalam desain optik dan memberikan efek anti-refleksi tambahan. ### ③ Lapisan Jendela Terletak di atas emitor, biasanya terbuat dari AlInP, AlGaInP, atau AlGaAs. Peran utamanya adalah mengurangi rekombinasi permukaan: sifat material celah pita lebar berarti menyerap sedikit cahaya, dan membentuk persimpangan tinggi-rendah yang mendorong pembawa foto-generasi (elektron) ke bagian dalam emitor, mengurangi kerugian rekombinasi pada cacat permukaan. Lapisan ini juga bertindak sebagai "payung", melindungi daerah persimpangan dari kerusakan selama proses selanjutnya seperti penguapan elektroda. ### ④ Emitor Terletak di bawah lapisan jendela dan di atas basis, membentuk persimpangan PN dengan basis. Biasanya terbuat dari GaInP atau GaAs tipe-N. Peran utamanya adalah sebagai "elektroda positif", mengumpulkan elektron foto-generasi dan menghantarkannya ke sirkuit eksternal. Lapisan ini juga menyeimbangkan penyerapan cahaya dengan pengumpulan—melalui penyesuaian ketebalan dan konsentrasi doping yang cermat, cukup tebal untuk menyerap cahaya panjang gelombang pendek tetapi tidak terlalu tebal sehingga pembawa berekombinasi selama difusi. ### ⑤ Basis Terletak di bawah emitor dan di atas lapisan BSF, ini adalah badan utama persimpangan PN. Biasanya terbuat dari GaInP atau AlGaInP tipe-P. Sebagai daerah penyerap cahaya utama, ini adalah "pekerja keras" sel atas, menyerap sebagian besar cahaya panjang gelombang pendek (biru dan ultraviolet), menghasilkan pasangan elektron-lubang foto-generasi, dan secara efisien mengangkut lubang foto-generasi ke lapisan BSF belakang atau elektroda. ### ⑥ Lapisan BSF (Medan Permukaan Belakang) Terletak di bawah basis dan di atas sambungan terowongan, membentuk sambungan tinggi-rendah dengan basis di sisi belakang. Materialnya biasanya berupa p-AlGaInP, AlGaAs celah pita lebar, dan sejenisnya. Peran utamanya adalah menekan rekombinasi pembawa balik: lapisan BSF menciptakan "penghalang" di bagian belakang basis yang menghentikan lubang foto-generasi agar tidak berekombinasi saat berdifusi menuju elektroda belakang, sehingga meningkatkan tegangan dan efisiensi. ### ⑦ Reflektor Terletak antara sel atas dan sel tengah, atau antara sel tengah dan sel bawah. Ini adalah Distributed Bragg Reflector (DBR) yang ditumbuhkan dari material bergantian indeks bias tinggi dan rendah, seperti AlAs/AlGaAs atau AlInP/AlGaInP. Tugas utamanya adalah memantulkan kembali cahaya panjang gelombang menengah-panjang yang belum diserap oleh sel atas dan sel tengah dan akan keluar, memungkinkan penyerapan kedua yang meningkatkan arus dan efisiensi secara keseluruhan. ### ⑧ Sambungan Terowongan Terletak di antara sub-sel, terbuat dari lapisan tipis yang didoping berat (seperti n++GaAs / p++GaAs). Seperti "terowongan kuantum," ini memungkinkan pembawa foto-generasi melewati secara efisien sambil menjaga setiap sub-sel tetap independen secara listrik. Struktur sel tengah mirip dengan sel atas, hanya dengan material yang berbeda, jadi tidak akan diulang di sini. Di bawah ini kami jelaskan secara singkat perbedaan sel bawah. ### ⑨ Lapisan Penyangga Terletak di antara sel bawah dan sel tengah, memecahkan masalah ketidakcocokan kisi. Ketika material sel bawah (seperti InGaAs) tidak cocok dengan konstanta kisi material atas (seperti GaAs), lapisan penyangga menggunakan struktur "gradasi" atau "kisi metamorf" untuk melepaskan tegangan secara bertahap dan "mencegat" dislokasi threading, menjaganya agar tidak masuk ke daerah aktif sel bawah, sehingga meningkatkan kinerja sel. ### ⑩ Basis Sel Bawah Terletak di sisi "tebal" dari sambungan PN sel bawah. Biasanya berupa substrat Ge tipe-p. Fungsi utamanya adalah menyerap cahaya inframerah panjang gelombang panjang, berfungsi sebagai tulang punggung untuk menghasilkan pembawa foto-generasi di sel bawah. ## Beberapa Catatan Dalam label tipe P/N, N++/P++ dan tanda serupa menunjukkan doping ringan versus berat. Struktur sel GaAs triple-junction yang diilustrasikan dalam artikel ini menghilangkan struktur elektroda, struktur lapisan anti-refleksi, dan detail serupa untuk penyederhanaan. Referensi: - Sel surya triple-junction dengan reflektor dan metode fabrikasinya - 2022-0804 - Sel surya triple-junction InGaP/InGaAs/Ge dengan struktur anti-refleksi mikro-nano dan metode pembuatannya - 2018-0425 - Metode untuk sel surya triple-junction dan sel surya triple-junction - 2020-11-13 ## Pandangan Ooitech Ooitech percaya: sel GaAs triple-junction, dengan membagi spektrum matahari ke dalam tiga sub-sel, memberikan efisiensi tinggi dan keandalan terbukti yang menjadikannya pilihan utama untuk misi tenaga luar angkasa bernilai tinggi saat ini. --- ##### Tag : ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h700_fitblur_v2_w800_h700_fitblur_v2_1757399770541443.webp) ### Minta Penawaran Semua unggahan aman dan rahasia. ## Kami memberikan keahlian yang dapat Anda percaya layanan kami Peralatan Langsung dari Pabrik. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/money-2.svg) ### Keunggulan Biaya Efektif Kami memberikan nilai luar biasa, memaksimalkan hasil sambil mengoptimalkan anggaran untuk klien. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/staff.svg) ### Tim Berpengalaman Kami Para profesional terampil kami berspesialisasi dalam solusi inovatif dan strategi yang disesuaikan. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/certified.svg) ### Pengalaman Industri 15+ Tahun Keahlian mendalam memastikan hasil yang andal, mengikuti tren, dan terbukti untuk kesuksesan. ![](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20250910/1757477357667605.webp ) ![](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20250910/1757477724911512.webp) ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ## Apa yang Klien Kami Katakan tentang kami Testimoni klien memuji pemahaman mendalam kami terhadap tantangan mereka, yang mengarah pada solusi inovatif dan ROI yang kuat. Kolaborasi jangka panjang—beberapa lebih dari satu dekade—menunjukkan kepercayaan dan kepuasan mereka. Kisah sukses mereka mendorong kami untuk terus melampaui ekspektasi. [Ketahui Lebih Lanjut **](#quote-form) ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) terima kasih atas dukungan profesional Ooitech dan layanan purna jual yang tepat waktu. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1784509010217979.webp) ### Diarra Dari Afrika ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Terima kasih banyak lagi atas bantuan yang sangat besar dalam memperbaiki dan memperbaiki pabrik serta mengajari para pekerja cara menggunakan mesin-mesin tersebut ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1757479675272137.webp) ### Mark BIPV Philippines ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Seorang pria dengan jiwa besar. Terima kasih banyak atas kunjungan Anda, Tuan Wu. Terima kasih banyak atas layanan yang diberikan dalam memasang peralatan dan melatih siswa-siswa saya. Orang yang paling baik hati dan profesional di bidangnya. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041716444445.webp) ### Jizzakh Polytechnic Institute ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Terima kasih kepada Ooitech karena telah menyediakan peralatan eksperimental sel surya BC yang sangat sesuai. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1776426122864564.webp) ### KTECH ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Terima kasih kepada Ooitech atas penyediaan peralatan produksi yang sepenuhnya otomatis—layanan instalasi dan purna jual Anda sangat baik. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041720921238.webp) ### Amjad ## Produk Terbaru Kami ![Mesin Layup dan Bussing Panel Surya: Modul 10W hingga 600W, TOPCon BC PERC HJT](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1790216004194913.webp) - [** ooitech](./solar-panel-layup-and-bussing-machine.html) - [** 156](./solar-panel-layup-and-bussing-machine.html) ### Mesin Layup dan Bussing Panel Surya: Modul 10W hingga 600W, TOPCon BC PERC HJT Mesin layup dan bussing panel surya yang menggabungkan layup string dan penyolderan bus ribbon dalam satu stasiun, untuk modul 10W hingga 600W serta sel TOPCon, BC, PERC dan HJT, beroperasi inline dengan stringer atau standalone. ![AM050FH MBB Tabber Stringer: 6800 Strip/jam, ±0.05mm](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774262936967131.webp) - [** ooitech](./am050fh-mbb-pv-cell-soldering-stringer-fully-automatic-solar-cell-tabber-stringer-machine-ooitech.html) - [** 56867](./am050fh-mbb-pv-cell-soldering-stringer-fully-automatic-solar-cell-tabber-stringer-machine-ooitech.html) ### AM050FH MBB Tabber Stringer: 6800 Strip/jam, ±0.05mm Mesin tabber stringer sel surya otomatis: AM050FH menyolder sel multi-busbar dengan pemotongan laser setengah dan 1/3 pada satu platform, untuk lini MBB dan setengah potong. ![SS-1500B Solar Cell Tabber Stringer: 1200 Sel/jam](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774253968620270.webp) - [** ooitech](./SS-1500B-Automatic-Solar-Cell-Welding-Machine-High-Speed-Tabber-Stringer-for-BC-TOPCON-PERC-Cells.html) - [** 84516](./SS-1500B-Automatic-Solar-Cell-Welding-Machine-High-Speed-Tabber-Stringer-for-BC-TOPCON-PERC-Cells.html) ### SS-1500B Solar Cell Tabber Stringer: 1200 Sel/jam Mesin las sel surya otomatis SS-1500B oleh Ooitech - Tabber stringer berkinerja tinggi untuk BC, TOPCON, PERC ![Penguji EL Panel Surya OEL-S2400: 4928 x 3264px](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774351284414161.webp) - [** Rachael](./solar-panel-el-defect-tester-oel-s2400-electroluminescence-testing-machine-for-solar-module-quality-inspection.html) - [** 60738](./solar-panel-el-defect-tester-oel-s2400-electroluminescence-testing-machine-for-solar-module-quality-inspection.html) ### Penguji EL Panel Surya OEL-S2400: 4928 x 3264px Penguji Cacat EL Panel Surya Ooitech OEL-S2400 adalah mesin pengujian electroluminescence offline yang dirancang untuk mendeteksi retak mikro, bintik hitam ![Mesin Pemotong Laser Sel Surya Non-Destruktif](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774252043927784.webp) - [** ooitech](./GYM-HP8000-Non-Destructive-Solar-Cell-Laser-Cutting-Machine-Advanced-TCS-Technology-for-High-Efficiency-Cell-Production.html) - [** 47282](./GYM-HP8000-Non-Destructive-Solar-Cell-Laser-Cutting-Machine-Advanced-TCS-Technology-for-High-Efficiency-Cell-Production.html) ### Mesin Pemotong Laser Sel Surya Non-Destruktif Mesin pemotong laser sel surya non-destruktif profesional GYM-HP8000 dengan teknologi TCS, mencapai kapasitas 7600pcs/jam, tingkat kerusakan 0,03% ![OSLB-1300 BC Cell Stringer: 1000 Sel/jam, ±0.10mm](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032311945973.png) - [** ooitech](./oslb-1300-back-contact-cell-welding-machine-bc-solar-cell-stringer-for-ibc-abc-hpbc-panel-production.html) - [** 98924](./oslb-1300-back-contact-cell-welding-machine-bc-solar-cell-stringer-for-ibc-abc-hpbc-panel-production.html) ### OSLB-1300 BC Cell Stringer: 1000 Sel/jam, ±0.10mm Mesin las sel back contact OSLB-1300 dari Ooitech memberikan throughput ≥1000 sel/jam untuk pengelasan string sel surya BC, IBC, ABC, dan HPBC.