2019年7月26日，美國國家可再生能源實驗室（NREL）宣布，未來有望實現高效太陽能電池，其製造依賴於經濟有效的方法。
NREL的科學家們以前開發出一種生產太陽能電池的方法，但材料較為昂貴，之後改進此方法，並加快了這一過程。
圖1 NREL的科學家利用動態D-HVPE製造出一種柔性砷化鎵太陽能電池
（圖片來源：NREL）
正如2018年年底在《Crystals》雜誌上報導的那樣，科學家們開創了一種被稱為動態氫化物氣相外延（D-HVPE）的新生長技術，作為當前生長技術的替代。用III-V材料製成的太陽能電池，其製造成本在地球上應用仍然過高。使用D-HVPE、III-V太陽能電池有可能進入陸地市場，在那裡它們具備高效地將光能轉化為電能的能力將被證明是可取的。
該研究以題為「Gallium arsenide solar cells grown at rates exceeding 300 µm h−1 by hydride vapor phase epitaxy」的論文發表在《Nature Communications》期刊上，詳細介紹了NREL研究人員如何改進D-HVPE工藝，利用該工藝生產太陽能電池的速度比目前常用的金屬有機氣相外延（MOVPE）工藝快20倍以上。生長速率的提高使太陽能電池的基極層可在大約23秒的時間內生長，這一速度比MOVPE低8分鐘以上。研究人員利用D-HVPE工藝來製造的太陽能電池轉換效率為25%，期望的最高轉換效率是27%，但從根本上講，研究人員也正在努力克服技術障礙，未來轉換效率可能會超過29%。
MOVPE在半導體晶片上層層沉積昂貴的前體分子產生原子，這使得工藝成本高且耗時長。NREL的研究人員利用在20世紀70年代被MOVPE所取代的氫化物氣相外延（HVPE）工藝，雖然HVPE也一層一層的沉積材料，但由於不同的化學過程，該過程更快。
研究人員開發了一種雙腔反應器，它可以快速地將底物從一個腔（第一層化學物質沉積的腔）移動到第二個腔，再移動到另一層化學物質上。他們稱之為動態HVPE，以區分這一過程和以前的過程。與MOVPE相比，D-HVPE使用的原材料成本更低。
研究人員還展示了磷化銦鎵（GaInP）的D-HVPE，其速率高達206μm/h，是傳統MOVPE生長速率的50倍以上，並且它可能並不是這種材料的最高值。GaInP在砷化鎵（GaAs）太陽能電池中用作鈍化層，也可在多結太陽能電池中用作吸光層。GaInP的快速生長將使GaInP/GaAs雙結電池快速生長，這比單結GaAs電池更有效。
該研究受到美國能源部太陽能技術辦公室和高級研究項目局的資助。