太陽能電池介紹

太陽能電池介紹

太陽能電池(Photovoltaic Cell或Solar Cell)為一種半導體元件,主要有晶圓型與薄膜型(thin film)兩大類,其中薄膜型又以非晶矽(Amorphous)與CIGS為主流,詳細分類與特性比較如下圖

太陽能電池分類 主要材料 光吸收能力 發電穩定性 轉換效率
薄膜型-銅銦鎵硒 銅、銦、鎵、硒化合物 吸光範圍廣 穩定性高無光衰竭 39~12%
薄膜型-碲化鎘 碲、鎘化合物 吸光範圍廣 穩定性高無光衰竭 8.5~10.5%
薄膜型-非晶矽 可吸收光譜有限 有光衰竭現象 5~8%
晶圓型-單晶矽 可吸收光譜有限 有光衰竭現象 15~18%
晶圓型-多晶矽 可吸收光譜有限 有光衰竭現象 15~18%

晶圓型太陽能電池應用目前雖相對而言較為普遍,主要原因為其發展歷史較長,轉換效率較高所致。然而,近年上游原料短缺且價格波動劇烈,使得生產成本及產能發展不穩定;其中實驗室轉換效率最高的砷化鎵,更因成本高昂,導入量產不符實際。加上晶圓型電池可吸收光譜有限,整體發電時間較短(註1),且有光衰竭現象(註2),使得晶圓型產品優勢漸失。

綠陽光電自行研發與量產的CIGS薄膜太陽能電池,藉由Cu(銅)、In(銦)、Ga(鎵)、Se(硒)四種原料的最佳比例,組成太陽能板的關鍵技術。由於具備光吸收能力佳、發電穩定度高、轉換效率高,整體發電量高、生產成本低以及能源回收期間 (energy payback time) 短等諸多優勢,CIGS太陽能電池已是太陽能產業明日之星,與傳統之晶圓型太陽能電池分庭抗禮。

註1:光譜分為可見光與紅紫外線等非可見光區域,晶圓型與非晶矽太陽能電池僅能吸收光波長在400~700nm之可見光範圍內, 碲化鎘與CIGS等薄膜型吸光範圍除了可見光範圍,尚可涵蓋波長在700~1,200nm之間的紅外光區域,故一天內吸光後可發電之時間較長。

註2:不同之化學原料,受到日光照射後能否長期維持相同之發電性能並不相同,其中晶圓型與非晶矽在長期強光照射下,均會產生劣化現象,使得發電性能遞減。

(資料來源:AxunTek’s)