本文介紹最新國際半導體設備與材料產業協會(SEMI)的國際太陽光電技術指標趨勢，探討新型太陽電池、模組技術與相關關鍵材料的未來發展與技術預測，並且針對高輸出功率太陽光電模組的功率提昇研究做探討，期在新型高效率電池的快速發展中，預先了解模組技術發展及其項目，帶動未來相關模組技術與組件材料、整合電池模組以及材料技術，開發符合高輸出功率、低成本與高可靠度的模組技術。
太陽電池技術發展趨勢
近年快速發展的高效率電池，如圖一所示，導入射極鈍化及背電極電池可提升效率約 0.5~1%，多晶PERC太陽電池效率已達 20.8%，若改善光捕捉與電極遮蔭，如電池表面織化與細線網印最佳化，進一步可提升至 21.3%；其他需要整合新電池模組結構以及材料技術，如①雙面玻璃製作透光型模組封裝雙面電池若設置於屋頂容易重量過載，需要發展輕量化背板可降低模組重量約 40%；②異質接面太陽電池的發展重點在於低溫模組化技術；③背電極考量低成本的整線自動化設備及其產品可靠度；④銅電極電池是非銀電極、銀膠減量的一種發展技術，如電鍍銅技術、銅膠開發等，預計2025年每片太陽電池的銀膠將減少至 0.04g。
模組技術發展趨勢
減少電池至模組的封裝損失(CTM)是極為重要的課題。目前單晶電池CTM損失約 3~5%，多晶電池CTM損失約 1~3%，預計 2016年多晶電池；2018年單晶電池均可達零封裝損失。隨著太陽電池效率提升，同步帶動日新月異的模組相關新封裝技術與關鍵材料開發，如薄型玻璃將由厚度 3.2 mm減薄至 2.5 ~2 mm，可減輕重量 15~30%與減少材料吸收，並發展提升模組輸出功率的抗反射玻璃表面。
高輸出功率模組技術
圖四為模組光學損失示意圖，模組陣列安排可分為電池的主動區域與無電池的非主動區域，依照不同區域需求可發展封裝材料最佳化選用技術，其中主動區域包含含①封裝材料疊層損失（模組結構：空氣/玻璃/EVA/太陽電池）；②太陽電池表面EVA/電池界面約3.4%的光學損失，……
圖四、模組光學損失示意圖
圖五所示為電極串接焊線會產生光學遮蔭損失（3BB與4BB約為 2.6%、2.9%之電池面積），改善方法是將入射至電極遮蔭區域的反射光，藉由光捕捉效應將遮蔭區域的光能量回收利用，如採用壓花焊線，於焊線表面預加工為金屬反射結構，控制反射光角度而達到光捕捉目的，遮蔭改善可提升功率 1~1.9%；另外，低溫串接製程也是另一項技術重點，開發不同成分的低溫焊接合金焊料，使降至電極串接焊線的製程缺陷，如微破裂、翹曲等，適應未來異質接面電池、（超）薄電池等技術發展……以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖七、電池陣列擴寬間隙之光捕捉增益
作者：彭成瑜、溫尚燁、紀仲嘉、黃振隆、林福銘/工研院綠能所
★本文節錄自「工業材料雜誌」345期，更多資料請見下方附檔。