中研院「關鍵技術」大突破！國產太陽能電池效率提升逾3成

若太陽能電池能更有效率，對綠能將有很大的幫助。中研院院長廖俊智今（20日）表示，研究團隊以2年的時間，成功開發出「光－電轉換效率超過31%的下世代（疊層式鈣鈦礦/矽基）太陽能電池元件」，這項重要成果較目前市售最新太陽能電池產品高出3成；若與早期太陽能發電裝置相比，效率提高接近5成！此成果證實台灣太陽能電池技術可與國際並駕齊驅，更有助未來升級太陽能發電裝置，在不增加土地使用面積的條件下，提高太陽光發電量，更接近淨零排放的目標。

廖俊智表示，這項研究整合來自中研院、成功大學、清華大學、明志科技大學等高效太陽能光電技術的專長。他解釋:「面對氣候變遷，開發低碳或零碳潔淨能源，已經成為全球努力達到淨零排放目標的重要策略。」太陽能憑藉可再生、無碳排放、自產能源等優勢，成為台灣能源轉型的重要支柱。他指出，台灣雖擁有優越的日照條件，但太陽能發電裝置需要佔用大面積土地，造成台灣不易大幅增加太陽能發電場域。「提升太陽能電池光－電轉換效率」是化解此困境的核心策略，藉由提高單位面積的裝置容量與發電量，以創新科技換取土地面積，緩解增加太陽能發電量對土地需求之壓力。


廖俊智提及，現市售的矽基太陽能電池，最高轉換效率約為22-24%，以相同技術幾乎不可能突破30%，因此，未來太陽能電池技術須向多接面或堆疊式方向研發。中研院關鍵議題研究中心朱治偉研究員表示：「2年前廖院長訂出方向後，便邀請院內外研究人員與學者專家組成團隊，投入疊層式鈣鈦礦/矽基太陽能電池技術之研發，希望以更高效率的太陽能電池，滿足台灣日益增加的低碳能源需求。」

傳統矽基太陽能電池模組只能吸收部份波長的太陽光，因此轉換效率有限。疊層式太陽能電池以鈣鈦礦上層吸收矽晶無法吸收的光子，其餘光子再由下層矽晶吸收，藉此增加轉換效率。中研院研究團隊突破幾項關鍵的連接層技術，成功地將鈣鈦礦薄膜疊層在矽基電池上並降低介面損耗，完成小面積的二端點(two-terminal)電池元件製作，最高光電轉換效率已達到31.5%。


關鍵中心郭宗枋研究員則指出：「目前的成品雖尚屬小面積元件，但是，現階段成果已證明我國在疊層式太陽能電池技術具有自主研發製造的能力，且我們所研發製程具實際商轉的高度潛力。」未來研究團隊將進一步優化製程、放大元件面積、提高疊層式元件之穩定性，開發更符合量產規模的製造方法；並持續與國內學研單位及廠商緊密合作，共同推動下世代高效太陽能發電的建置。