新制程可望降低多接面太陽能成本 未來高效率電池將更普及
光伏產業網訊
發布日期：2019-07-02
核心提示：
新制程可望降低多接面太陽能成本 未來高效率電池將更普及。
目前市面上太陽能板轉換效率大多落在20%左右，當然也不是沒有更高效率的面板，只不過這些太陽能板因為制造困難，成本非常高昂。對此，美國科學家已透過全新的制程，或許能降低高效率多接面太陽能電池(multi-junction cell)的成本。
多接面太陽能板是由不同能隙的半導體組成，就某方面來說就是個串疊型太陽能電池，像是先前德國夫朗和斐協會太陽能研究所就將硅電池與三五族的砷化鎵、磷化銦鎵結合，這類太陽能板可吸收的光譜能量較廣，轉換效率相當高，最高紀錄曾達到45%，但多接面太陽能電池的結構非常復雜，不同材料會有不同的結構，相當考驗電荷傳輸與收集，各層間流通的電流都得保持一致，避免電流損耗。
通常多接面太陽能結構從底部到頂層分別為：基板、底部電池胞、穿隧二極管、頂部電池胞與抗反射層。科學家為了順利傳輸電荷，會在不同層之間打造隧道結(tunnel junction)，透過量子穿隧效應(quantum tunnelling effect)導通層與層之間的電流，這也進一步提高成本與建造難易度。
對此，美國北卡羅萊納州立大學(NC State University)團隊已開發出更簡單的電池制造方法，在該實驗中，透過在硅晶太陽能電池上直接堆棧砷化鎵太陽能電池，并利用金屬間的鑒結來結合太陽能電池中不同的材料。
北卡羅萊納州立大學電機工程系名譽教授Salah Bedair表示，銦是一切的關鍵，團隊在電池的金屬接面附上銦薄膜，這種金屬在常溫常壓下容易鑒結，因此團隊能透過機械堆棧跟電性聯接來結合兩種材料，最終制成太陽能電池。
團隊認為，透過該制造方法，科學家將能善加利用現有的技術與太陽能電池，不需要再開發全新的電池。Bedair指出，太陽能電池制造商最佳化現有制程或產品后，或許就能提高制造多接面太陽能電池的效率，進一步降低成本。