林峻平 / 工研院綠能所
前言
第41屆歐洲太陽能會議暨展覽會(EU PVSEC 2024)在奧地利維也納的維也納國際會議中心舉行。作為全球領先的太陽能研究與發展論壇，EU PVSEC每年匯聚來自研究、開發和產業界的專家，交流最新的科學和技術進展。本次會議的科學議程由歐盟委員會聯合研究中心協調，涵蓋以下五大主題：①矽材料與矽基太陽能電池；②薄膜太陽能電池與新概念；③太陽能模組與系統平衡組件；④太陽能系統工程、整合/應用太陽能；⑤太陽能在能源轉型中的角色。這些主題全面覆蓋了太陽能研究、技術和應用的各個方面，強調將最新的科學和技術研究趨勢推向市場。會議期間除主會議外，還舉辦了多場平行活動和產業峰會，深入探討最新的太陽能技術、應用和市場趨勢，吸引了來自全球的產業、研究、金融和政策決策者參與。
研討會論文分享
本文將聚焦於矽材料與電池的主題，針對BC(Back Contact)電池的新技術、鈣鈦礦與矽基太陽電池的堆疊新技術、銅電極技術，以及其他的新的議題，包括：新模組可靠度測試、低軌衛星太陽電池應用、新電極網印與模組焊接技術等進行論文分享。
一、BC電池的新技術
1. >24% Efficient Tunnel Back Contacted polyZEBRA Solar Cells
發表人：Jonathan Linke / ISC
講者展示一個高效率的穿隧氧化層鈍化背接觸式太陽能電池(polyZEBRA)製造過程(如圖一)，並透過一系列的製程技術改進以及Quokka3模擬使電池效率有望超過25%(如圖二)，這些製程技術如下：
第一個是正面與背面PN間隙用低濃度硼擴散來達到良好鈍化效果，電池模擬效率可從24.14%提升到24.33%。
第二個是透過穿隧氧化層後沉積將P型多晶矽薄膜鈍化效果提升，模擬表面復合電流減小至1.9 fA/cm²，可使電池效率提升至24.42%。
第三個是優化雷射製程技術使PN間隙和基底N區域的寬度變小，提升發射極區域比例，電池模擬效率可提高至24.57%。
第四個是利用LECO技術降低金屬接觸引起的復合電流，電池模擬效率可達到25.07%。
這些技術改進將促進polyZEBRA太陽電池未來的商業化應用。
圖二、Quokka3模擬polyZEBRA太陽電池的潛在效率
2. Self-Aligned Phase Separation for IBC solar cells using PVD Polysilscon
發表人：Erik Hoffmann / EnPV
演講者展示從TOPCon技術向TBC (Trench-based Contact)/ XBC (eXtended Back Contact)技術的過渡，特別是SABC (Self-Aligned Back Contact)太陽能電池技術。SABC技術通過自我對準的方式處理P型與N型多晶矽薄膜的分離，帶來潛在的效率提升，其技術原理是通過物理氣相沉(PVD)技術，進行第二層多晶矽的方向性沉積。這種沉積技術使得多晶矽可以準確地沉積在由第一層多晶矽薄膜「undercut」形成的區域上，實現P型與N型多晶矽薄膜的有效分離(如圖三)。Undercut的區域是利用不同蝕刻技術：異向性蝕(Anisotropic Etch)和等向性蝕刻(Isotropic Etch)共同作用，分別對材料的不同部位進行蝕刻所形成的……
圖三、N型多晶矽薄膜透過自我對準的方式沉積在undercut區域
二、鈣鈦礦與矽基太陽電池的堆疊新技術
1. Towards TOPCon based bottom cell: Current challenges and Perspectives
發表人：Mario Hanse / Fraunhofer ISE
講者研究如何將TOPCon應用在鈣鈦礦2T堆疊的下電池才能得到好的電性結果，提出三種TOPCon下電池結構(如圖五)的演進做分析。
圖五、鈣鈦礦2T堆疊用的不同TOPCon下電池結構
iTOPCon-1(如圖五a)是目前工業級量產品結構，主要遇到的問題是絲網印刷過程中的顆粒殘留物會影響電性，使用濃硝酸(HNO₃)進行清潔，可以顯著去除顆粒殘留物，並將鈣鈦礦堆疊電池效率從20%提升到24.8%(如圖六)。另外還可以引入雷射結構化發射極與穩定氫化技術加強下電池的穩定性與性能，不過現有的LECO(雷射增強接觸優化)製程目前尚未具備完整可行性……
3. Development of 33.24% perovskite/c-Si solar cells using industrial fabricated TOPCon device
發表人：Menglei Xu / Jinko Solar
講者深入探討鈣鈦礦/TOPCon堆疊太陽電池的多項優化技術，目的是提升電池的轉換效率和長期穩定性。它涵蓋從底層TOPCon表面結構的紋理化到復合層、高溫沉積的TCO層、鈣鈦礦層的體和表面鈍化優化等多方面的改進。首先，在TOPCon底層電池部分，簡報展示通過紋理化結構來提升短路電流密度(Jsc)的有效性。這種紋理化表面不僅能提升光吸收量，降低反射損失，還能通過更好地捕捉光子來提升效率。與拋光結構相比，這種技術在表面鈍化和減少載子復合方面同樣起到顯著作用。其次，復合層中的透明導電氧化物(TCO)可使用高溫沉積能顯著提高TCO的結晶性，進而降低電阻、提升透明性和遷移率。這不僅改善TOPCon結構與鈣鈦礦層之間的電氣性能匹配度，還提高了填充因子(FF)和開路電壓(Voc)(如圖十一) ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖十二、鈣鈦礦層的SEM(俯視)、PL和電性量測