【太陽能電池從1954年發明至今已進入第三代】

江南布衣

【太陽能電池從1954年發明至今已進入第三代】

 

技術已發展得相當成熟，目前占全部各類太陽能電池生產量98%以上，其元件壽命預期超過25年，而目前第一代太陽能電池之最高效率為22%，由美國Sun Power公司生產。

 

目前市場主流為價格較低之多晶矽太陽能電池，其效率約在15%左右（占產量約56%），而臺灣所量產之多晶矽太陽能電池其效能已達到此水準。

 

III-V族材料可以製作更高效能太陽能電池（效率>25%），但其昂貴的製造成本，已使產品朝向高效率聚光型之太陽能電池發展，歐洲已有500倍聚光（500X）產品，效能約為25%，臺灣核研所的III-V聚光型太陽能電池目前亦已達到19%效率。

 

第二代太陽能電池為薄膜技術，製作程序較矽晶圓技術變化多且成本低。

 

然而達到可供電力用的只有CuInSe(CIS)太陽能電池，歐洲已量產，效率約為13%。

 

其他較廉價但中等效率的微晶矽（約8%）、非晶矽（約10%）、II-VI族（約10%）已廣泛用於消費電子產品，如手錶與計算機。

 

也有多種可撓性之電池產品，如瑞士Flexcell公司的Sunpack 7W，售價為美金180元左右。

 

由於薄膜技術程序多變，可經由能隙工程設計(bandgap engineering)，改進太陽光吸收效率，進而增加光電轉化率。

 

第三代太陽能電池包含所有創新、起萌中的新太陽能電池技術，分成兩大類：

 

第一類是極高效能（>31%）新型太陽能電池，第二類是價廉可製作大面積之有機太陽能電池。

 

前者有利用GaSb或GaInSb等熱能轉化晶體加在GaAs光電池之上，可使效能增至30%；

 

另，疊層太陽能電池是以GaAs為基材的電池，效率可達39%，已接近商品化；

 

而中隙能太陽能電池(Intermediate band solar cell IBSC)其理論模擬鈦元素之量子點在GaP或GaAs中可達到63.2%效率，還有待實驗的驗證。