美國國家可再生能源實驗室開發出了一種在III-V族元素中使用砷化鎵和其他化合物生產光伏電池的改進方法. 這些材料以效率極高而著稱, 但其昂貴的生產成本意味著它們的使用僅限於衛星和無人飛行器等小衛星應用.
NREL的科學家們目前已經找到了改進III-V族電池生產的方法, 這一工藝被稱為氫化物氣相外延(hydride vapor phase epitaxy , HVPE).
NREL的一位資深科學家Aaron Ptak表示, HVPE並不新穎, 科學家們從50-60年代就開始關注它, 他們更樂意將之稱為 '全新的, 50歲的增長技術' . D-HVPE工藝的關鍵是使用雙室反應器以沉積不同的層面, 通過這些反應器, 他們能夠將生產時間從一個小時縮短到大約兩分鐘.
這一團隊目前已經能夠生產出25.3%效率的砷化鎵電池. 雖然NREL承認這一工藝不會立即使成本降低到具有除衛星, 軍事和其他利基應用以外的商業吸引力. 但NREL戰略能源分析中心的技術經濟分析小組成員Kelsey Horowitz預測, 伴隨著技術調整和規模經濟效應, 使用D-HVPE製造的電池可生產出$0.20-0.80/W的電力, 可用於攜帶型/可佩戴太陽能板等應用, 因為這類中間市場可以接受更高的價格.
研究人員還承認, 商業化的過程將是另一個非常昂貴的步驟. Ptak表示他們有一個非常好的研發技術, 設計了一個測試規模的反應堆, 但他們沒有辦法從A走到B, 因為這將是需要大量資本的一步.
NREL還與美國Microlink Devices公司合作, 以實現另一種超輕型電池概念的商業化, 其在生產過程中同樣使用了砷化鎵. 由Microlink開發的三結電池已經達到37.75%的效率, 功率密度超過3000 W/kg, 已經被用於Zephyr S HALE——一種完全使用太陽能的高空無人機, 能夠執行類似於衛星的功能.
