兼具易製造與投資成本低優點,英國推出全新 3D 太陽能技術

作者 | 發布日期 2019 年 05 月 09 日 8:45 | 分類 太陽能 , 能源科技 follow us in feedly

為了研發出成本更低、轉換效率又高的電池,英國科學團隊已研發出全新的 3D 背電極(back contact)太陽能技術,在電池表面刻劃出比髮絲細的溝槽,達成減少製程成本目標之餘,也打造出更輕薄與便宜的太陽能電池。




背電極太陽能顧名思義,是將電極與接面設在電池背面,可減少正面金屬線的遮光,提高轉換效率並具有美觀優勢,為備受看好的新技術。像是 Sun Power 新推出的太陽能系列 A Series 就採用交指式背電極太陽能電池(IBC)結構,可說是世界上第一批 400w 起跳的住宅太陽能系統。

而此次英國雪菲爾大學(University of Sheffield)與儲能發電技術提供商 Power Roll Limited 攜手,一同投入研究新型背電極太陽能電池。研究指出,團隊首先在每道溝槽兩面覆塗不同的電觸點,之後再用可經過溶液製程的半導體材料來填滿溝槽,最終製造出全新的 3D 太陽能電池。

團隊指出,與過去的矽晶太陽能電池相比,新型電池結構可降低電池製造繁瑣度與器件內的光學損耗,也不用採用昂貴的透明導電氧化物,除此之外科學家也可以用矽之外的材料來打造電池,進一步擴大研究空間。

Power Roll 高級研究科學家 Trevor McArdle 表示,在過去 40 年來,大多太陽能電池都採用扁平結構,科學家沉積不同材料以形成一層一層的太陽能電池,但團隊已研發出截然不同的電池架構,在太陽能電池表面刻劃出比頭髮還要細的微溝槽(micro grooves)。

根據 Power Roll 官網介紹,新型太陽能電池製程與設備成本都相當便宜,製造矽電池與其他可撓薄膜就比 3D 太陽能電池還要貴 5 與 10 倍,新電池的投資回收期更比矽晶太陽能電池少一半。

除此之外,新型太陽能電池也具有重量低、易於運輸、安裝成本低的優勢,這有助於運輸到離網或是偏鄉地區,或是應用在其他地方,有望擴展太陽能的應用範圍。

不過該技術離大規模商業化還有一段距離,雪菲爾大學物理與天文系教授 David Lidzey 表示,目前 Power Roll 太陽能電池原型轉換效率為 7%,效率是目前最高紀錄的三分之一。

(首圖為電池表面模擬圖,來源:雪菲爾大學