多接合太陽電池與集光發電
單接合太陽電池的光電轉換效率若達到26～30％約已是極限，若要達到更高效率，就必須使用積層多種材料的多接合類型。例如：若無法被第一層吸收的光線，可以透過第二層，或者在第二層所穿透的光線，可以被第三層吸收等，被各層吸收再進行發電，整體太陽電池就可實現高轉換效率。如此前提之下，Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體多接合太陽電池目前已達成40％以上的高效率化，50％以上的轉換效率目標應也是指日可待。多接合太陽電池的結構範例如圖五所示。
不過，Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽電池在實現高轉換效率的同時，另一方面缺點為製造成本非常高，包括鎵、銦等稀土元素以外，價格及供應面也是其不穩定的因素。在此，使用光學系設備將數百倍的太陽光照射於太陽電池上的集光方式，除了可縮小設置面積以外，還可同時符合節能、低成本化的訴求。目前美國、西班牙等地已紛紛進行設置，並且已接近實用化階段。集光型太陽光發電系統案例如圖六所示。
集光型太陽光發電之研發動向
從驗證設置一直到商用設置，集光型太陽電池直朝實用化的階段逐步進展，除了大規模太陽光發電建設發展迅速以外，只限於義大利、台灣的「集光型」收購補助(Feed-in Tariff；FIT) 也是幕後的一大推手。海外製造商已邁入量產體制，Concentrix Solar（德國）生產能力100MW、SolFocus（美國）生產能力50MW，Amonix（美國）也將生產能力提高至30MW。
位在陽光地帶（Sunbelt）的太陽直接輻射區域，如：加州西南部、亞利桑納州、北非、南歐、印度、中東等地，就非常適合設置集光型發電系統，不過需考慮因砂塵所帶來不好的影響，必須先行訂出沙漠對策。以下為各國對於集光型太陽光發電的市場現況。
美國因售電事業本身目前已朝金融商品化發展，投資者必須有耐心進行評估。歐洲部分在市場的帶動下，西班牙目前已進入失速狀態，義大利的「集光型」的FIT制度，雖然規模不大，但已傳出好消息。印度提出至2050年之前將發電容量擴大至200GW的計畫，為目前最受期待的太陽電池市場。中東雖為最適合發展集光型太陽電池的區域，不過沙漠型模組的研發，為目前的當務之急。在日本地區方面，雖然不能稱得上是適合發展集光型太陽光發電的區域，但因其採用太陽光追尾方式，若可將其高發電量的特性發揮至極致，將具有與其它類型太陽電池競爭的優勢。目前主要製造商動向方面，SHARP與東京大學共同研發的集光型太陽電池目前雖仍處驗證階段，不過發電效率已達到42.1％。大同特殊鋼公司接受NEDO的補助，目前正進入驗證測試的實施階段（圖七）---本文節錄自「材料最前線」專欄，完整資料請見下方附檔。
圖七、大同特殊鋼所展示集光型太陽光發電系統，量產化之後預期將可大幅降低生產成本
作者：材網編輯室/工研院材化所
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