愈黑愈好，改善黑矽太陽能製程效率提升外成本也降了 10.8%
2018-09-14
隨著環保與低碳家園意識崛起，再生能源事業儼然成為一門顯學，其中太陽光電更是備受歡迎的綠能技術，若是能進一步提升發電效率，相信這是眾所樂見的進展。近期美國密西根理工大學（MTU）與芬蘭阿爾托大學便透過改善黑矽（black silicon）太陽能製程，大大增加轉換效率並讓整體製造成本下降 10.8%。
矽晶太陽能為市場上最常見的太陽光電設備，主要分為成本高、轉換效率佳的單矽晶與成本與效率較低的多矽晶太陽能。這兩種技術為了要讓面板吸收更多陽光，會透過蝕刻技術來減少反射光，大部分可見光都會被矽吸收、僅留下藍色的光，因此這兩種面板多是深藍或是淺藍色。
但既然說要吸收光，太陽能板應該要越黑越好，就好比多矽晶的分支黑矽，該技術結合金剛線切割以及不同的表面蝕刻製程，可有效降低光反射，並能吸收更多的可見光與紅外光，讓太陽能轉換效率與成本效益比進一步增加。
目前科學家也透過乾式奈米紋理蝕刻（nano-texturing）技術打造光吸收效率更好的黑矽，其中乾式蝕刻技術可將矽表面從平坦變成布滿奈米針的「森林」，MTU 材料科學與電機系教授 Joshua Pearce 表示，這些奈米針可有效捕獲光線，也不會讓光輕易離開。
只是這些表面缺陷會降低發電性能，奈米紋理技術還需要搭配其他的製程，因此阿爾托大學與 MTU 投入另一項研究，並發現若用原子層沉積（Atomic layer deposition）技術來處理矽，可降低表面缺陷的不良影響。
該研究有望讓黑矽朝更高效太陽能技術發展，雖然同時採用奈米紋理技術與原子層沉積，太陽能發電成本也會水漲船高。與傳統的太陽能電池相比，黑矽 PERC 的製造成本高出 15.8-25.1%，不過光電轉換效率增加有望抵銷新增的成本，研究指出，整體來說太陽能每單位發電成本反而下降了 10.8％。
對於太陽能技術來說，每單位成本增加與減少都會對下游產生巨大影響，Pearce 指出，太陽能成本已經可與傳統電力相競爭，為發展最快的能源之一，下降 10% 比率將可加速太陽能發展。
Pearce 表示，這項研究提出另一種太陽能發展方向，各國也可以藉由該技術提升自己在太陽光電的競爭力。
Black and Blue: Different Silicon Drops Cost of Solar
Scientists claim 10% saving for black-Si cell production with dry-etching
（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖來源：芬蘭阿爾托大學）
◎資料來源：科技新報
回上一頁
