傳統(tǒng)的晶硅太陽能電池之理論轉(zhuǎn)換效率天花板，依技術(shù)差異大約介于23~25%之間，最高可達(dá)29.1%。透過多層次構(gòu)造搭配硅材料，日本KANEKA與NEDO、德國Fraunhofer ISE分別將太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率提高到了26.3%與31.3%，雙雙創(chuàng)下個別技術(shù)的新紀(jì)錄。

KANEKA與NEDO：持續(xù)發(fā)展異質(zhì)結(jié)技術(shù)

KANEKA積極于發(fā)展異質(zhì)結(jié)(heterojunction)太陽能電池技術(shù)，并與日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)NEDO合作，結(jié)合背電極設(shè)計(jì)，在2016年9月發(fā)表了面積180cm^2、轉(zhuǎn)換效率達(dá)26.33%的太陽能電池。

另一方面，僅采異質(zhì)結(jié)技術(shù)的太陽能電池之轉(zhuǎn)換效率，也在今年三月正式突破26%，來到26.3%。這款電池的表面積為180.4cm^2，較先前的25.6%紀(jì)錄提高了2.7%。KANEKA的研究人員吉河訓(xùn)太指出，這款電池采用了非硅(a-Si)、晶硅、改良異質(zhì)結(jié)技術(shù)、CVD技術(shù)、光學(xué)管理與電極技術(shù)等方式，成功提高電池的轉(zhuǎn)換效率。這款新電池的光學(xué)性質(zhì)也更好，衰退率較傳統(tǒng)電池為低。


KANEKA與NEDO共同發(fā)表的26.3%異質(zhì)結(jié)太陽能電池。(來源：KANEKA/Nature Energy)

Fraunhofer ISE：三五族多接合電池效率表現(xiàn)佳

德國Fraunhofer ISE與奧地利公司EVGroup已合作研發(fā)三五族半導(dǎo)體/硅材多接合太陽能電池多時，并于2016年11月成功發(fā)表面積4平方公分、轉(zhuǎn)換效率達(dá)30.2%的電池產(chǎn)品，一舉突破硅晶電池的效率天花板。


Fraunhofer ISE與EVGroup共同研發(fā)的三五族多接合太陽能電池。(來源：Fraunhofer ISE)

這項(xiàng)研究很快又有了新突破，效率進(jìn)一步來到31.3%。此電池將微米級的三五族半導(dǎo)體透過電漿活化程序轉(zhuǎn)換為硅材料，使外延片表面的次電池(subcell)表面在壓力下呈現(xiàn)真空狀接合，如此一來，三五族次電池表面的原子就能與硅原子緊密結(jié)合為一體。

除此之外，這款電池依序堆疊磷化銦鎵(GaInP)、硅(由三五族半導(dǎo)體轉(zhuǎn)化而來)、砷化鎵(GaAs)等三種材料，能吸收更廣泛的太陽光譜，提高轉(zhuǎn)換效率。雖然內(nèi)部結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，但FraunhoferISE的研究人員表示，其外表跟一般的產(chǎn)品相去不大，因此可與傳統(tǒng)太陽能電池結(jié)合。