元晶釋「太陽能界的摩爾定律」 2034年電池轉換效率逼近40%
Energy Taiwan 台灣國際智慧能源週即將在本周三開展，今 (30) 日舉行展前記者會，邀請台灣模組大廠元晶 (6443-TW) 董事長廖國榮發表演講、並在會中釋出「太陽能界的摩爾定律」，預期 2034 年太陽能電池的發電效率將高達 39.5%，呈現等比數列大躍進，加上發電成本幾乎較 2004 年減半，因此採用太陽能發電不僅可望緩解碳排放，也可有效為地球降溫。
廖國榮今日以「太陽能技術再創新 - 新世代電池與模組技術發展趨勢」為題發表演講，除了釋出太陽能界的摩爾定律外，也預期太陽能電池將進入量子電池的時代。
廖國榮說，2004 至 2023 年太陽能佔世界電力總需求 7%，預估 2035 年將超過 20%，採用率大幅提高的主因除了氣候變遷因素以外，主要就是太陽能轉換效率大幅提升，同時發電成本大幅下降。
以太陽能電池的光電轉換效率來看，每隔十年就會呈現等比數列大躍進，2004 年轉換效率才 14%，2014 年就提升至 17%，到了 2024 年就已達 24.5%，並預估十年後，2034 年將達 39.5%，比今年再成長 6 成。
太陽能發電成本也每隔十年呈現等差數列下降，以 2004 年為 100% 下去推算，2014 年降至 85%，2024 年再進一步下降至 70%，到了 2034 年，預估將會降至 55%，等於幾乎只要 2004 年的一半。
針對要如何達成高轉換效率，廖國榮認為，隨著太陽能進入量子電池時代，將有效淡化光衰減現象 (LID)，由於過去 20 年因採用 P 型電池作為基板，有嚴重的光衰減缺點，其在晶圓製程時摻雜硼元素，當陽光照射時，硼會與兩個氧原子結合成氧化硼，使得硼原子無法形成光生載子 (電子電洞對)，導致載子壽命降低與發電效率衰減。
不過，TOPCon 在拉晶製程時摻雜磷元素，沒有 P 型晶片硼氧鍵的光衰現象，改善 PERC 缺點，也開啟量子太陽能電池的時代 (Quantum Solar Cells)。
廖國榮補充，TOPCon 電池背面由超薄穿隧氧化層 SiOx(約 1.5nm)，搭配磷摻雜的多晶矽薄膜，共同構成優異的背面鈍化結構與穿隧氧化層，穿隧氧化層與矽晶功函數的差異會造成能帶彎曲，透過量子穿隧效應，不會阻礙多數載子 (電子) 傳輸，但會阻礙少數載子 (電洞) 達到界面，大幅降低載子復合機率，提高發電效果。
另外，元晶也開發以玻璃基質合成鈣鈦礦，強化放光性與穩定性。其半透明、超輕薄、柔性等特性，可廣泛用於各種場景，如建築玻璃帷幕等。此外，鈣鈦礦疊加在 TOPCon 電池上，可吸收全波段太陽光譜能量，打破矽晶電池理論極限，兩者疊加後的轉換效率將達 35-40%，預計 2028 年開始量產。
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