太阳能电池市场火热 转换率将达12%

     随着太阳能利用的普及，有关新材料和新技术的开发不断更新。太阳能电池的开发由来以久，但是能量转换率一直都仅有7-8%左右。使得市场规模受限于工商业用途上。然而现今的问题是如何提高转换效率使其成长到1.5倍，进而达到11～12%的目标，全面落实在民生建筑物等方面的发电应用上。
     目前提升转换效率的技术，大多是利用非晶硅薄膜，和微结晶硅薄膜层压而成的新结构。在过去，薄膜硅太阳能电池是把非晶硅薄膜，当作光电转换材料使用，但是这和非晶质硅薄膜与结晶硅相比，因为移动性很低，很难把产生的电子及电洞的效率一同转移到电极，除此之外，再加上太阳光的吸收波长区域很狭窄，只能吸收300～700nm的短波长的太阳光，也是导致转换效率很低的原因之一。
      因此为了实现更广大的吸收波长区域，已有业者开始开发非晶质硅薄膜，和结晶硅薄膜层压而成的新结构薄膜硅太阳能电池，这个技术是在传统的非晶质硅膜里层积微结晶硅，形成两层结构，微结晶硅能高效吸收600nm以上的长波太阳光，因此能够大幅度吸收太阳光。
近日，各大太阳能电池厂商相继推出新研发成果。

日本KANAKA与三菱重工业强强合作

     日本KANAKA和三菱重工业相继发表新技术，目的是期望能够实现12%的转换效率，并且希望在2007年进行商品化。KANAKA表示，利用这样的技术结构，已经可以让新一代的太阳能电池模块达到12%的转换效率，预计在2007年完成的新一代生产线，把新一代太阳能电池模块进行商品化量产。在过去的非晶硅太阳能电池，主要是以地上建筑物发电为用途目标，不过现在由于技术上导入层积结构，更可以考虑进行新用途的开发，例如设置在住宅的屋檐上或大楼的外墙上。
     就技术上而言，KANAKA并不因此而满足，反而更积极推动转换效率的提高，以成果而言，目前KANAKA已经完成在1平方公分的样品开发，且达到14～15%转换效率。
      除了KANAKA之外，三菱重工业在太阳能的转换效率上获得了突破性的发展。三菱重工业利用1.4m×1.1m的大型基板上，制作出高质量的硅膜，达到转换效率为11～12%的高效能太阳能电池模块。这和三菱重工业过去的非晶硅太阳能电池相比，在相同的面积上可以得到1.5倍的输出。其实在2年之前，三菱重工业就在40平方公分的基板上完成了高效率化效率，但是为了达到大型化，以及量产化，三菱重工业则是花费了2年的开发时间。
      目前，三菱重工业也和KANAKA一样，继续朝向提高转换效率的技术进行开发，下一个阶段是以15%为目标。另外，夏普在太阳能电池的转换效率技术上也获得相当性的突破，在2005年，开始量产层积结构的高转换效率薄膜硅太阳能电池。夏普的非晶硅太阳能电池转换效率为7%，而现在所量产的产品已经将转换效率提高约1.5倍达到了11%。

三洋电机目标直指14%

      目前层积结构微结晶硅太阳能电池有两个问题，是高效率化和高量产能力，为了解决这些问题，三洋电机与新能源产业技术综合开发机构共同开发新一代的技术，关于高效率化方面，目标是把现在的10%的转换效率，提高到多结晶硅的14%。
      关于高量产能力方面，则是开发出让厚度是非晶质硅的10倍的微结晶硅，以4nm／年以上的高速成膜技术。在高效率化的开发中，往往会在微结晶硅薄膜上掺入微量的锗，根据统计，这样可以把太阳能电池的转换效率提高1.15倍以上，事实上这样的做法也获得一定程度的肯定。虽然，掺入了锗的元素成份，可以因此提高转换效率的效果，不过如果锗的元素成份掺入量过多的话，配向成分虽然会增加，但是结晶的缺陷也随之增加，所以，转换效率就反而下降了，目前业界正在寻找出锗元素的最适的掺入量。
      关于高量产能力，三洋电机与新能源产业技术综合开发机构也已经开发了「局部存在的电浆CVD法」。原料气体和无尘高密度的电浆大量供给，可以在大气压电浆CDV技术中，让大型基板简易形成平面型电极，而加速生产的效率，目前利用这样的方法可以达到3.3nm／s的成膜速度来形成微结晶硅薄膜。

富士电机目标转换效率:11-12%

      让太阳能电池在能够不影响转换效率下，有能够达到可卷曲性，是业者所期望的目标，而这样的目标也正在被积极的开发当中，这其中富士电机在这方面也获得了一定程度的成果。一般的玻璃基板厚度是3mm左右，而富士电机所采用的塑料基板厚度为50μm，这仅有玻璃基板的1／60左右。所以，在整体模块的厚度也只有1mm左右，除了实现可卷曲性的目标之外，也达到了模块轻量化的目标。而且因为可以弯曲，也能很容易的装在像体育馆那样弯曲的屋顶上。
      在转换效率方面，利用这样的材料与技术，富士电机已可以达到8.2%的转换效率，但是为了确保能和采用玻璃基板的非晶硅太阳能电池相比且毫不逊色的性能，因此富士电机采用了双层结构，也就是利用非晶硅来作为上层组件，同时利用非晶硅锗膜作为底层组件。上层组件主要是吸收短波长的光，而底层组件则是负责吸收长波长的光。能够达到这样的成果富士电机并不满足，希望未来能够继续开发并进而达到提高转换效率的目标，以下一阶段而言，富士电机预计开发能够量产转换效率即为11～12%的技术。

薄膜化合物半导体太阳能电池重任在肩

      除了使用塑料基板和层积结构微结晶硅以外，高转换效率的薄膜化合物半导体太阳能电池的研发也持续的在进行，但是期望量产出高效率大型基板的太阳能电池却是相当困难，到目前为止还是停留在少量生产的阶段。不过因为市场及趋势的压力下，使得拥有这项技术的业者，也不得不积极进行开发，来达到12%转换效率的市场技术目标。
     研发动作较早的是昭和shell石油，已经完成开发1200mm×300mm大型基板的太阳能电池模块，并且能够达到量产程度下，还能维持12%以上的转换效率。而本田也开发出1400mm×800mm的大型薄膜化合物太阳能电池模块，这是利用三片太阳能电池组件连接在一起，其中两片是在同一个基板上生产出来的，所以就技术上，本田也能够达成高转换效率的大型基板量产技术，根据计划，本田希望在量产时就能让模块实现13%的转换效率。[!--empirenews.page--]

球状硅太阳能电池新军突起　2010年达到16%的转换效率

      作为次世代多结晶硅太阳能电池新技术的球状硅，其效率的提升技术一直被业界所关注。球状硅太阳能电池的出现是为了达到节省硅材料使用量所发展出来的技术，而在硅使用量方面，球状硅太阳能电池仅有多结晶硅太阳能电池的1／5-1／7，这样的技术主要是由日本的Clean Venture 21所开发的，这其中的关键就是集光技术。Clean Venture 21利用六角形的反射镜中放入球状硅，利用反射镜让光集中在球状硅上。直接射入球状硅的光，从球状硅表面反射出来的光，以及射入反射镜的光这三种光照遍了球体全面，所以就达到提高输出的目标。
      而集光型球状硅太阳电池性能上的问题，和使用其它新材料的太阳电池一样，也是苦恼于转换效率，目前现在球状硅太阳电池的转换效率约是11.7%，与多结晶硅太阳电池的16%相比，稍微有些低。因此Clean Venture 21已经确立的下一阶段的开发目标，就是在2007年第二季开始量产之前，让球状硅太阳电池实现13%-14%的转换效率。实际的做法是利用因为球状硅结晶化制程技术的最适化，因而降低结晶的缺陷，或使球状硅内的杂质浓度分布最适化来进行改善。下一个阶段Clean Venture 21希望在2010年时，就能够达到16%的转换效率。