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發布日期 2019 年 05 月 09 日 8:45 | 作者 Daisy Chuang | 

為了研發出成本更低、轉換效率又高的電池，英國科學團隊已研發出全新的 3D 背電極（back contact）太陽能技術，在電池表面刻劃出比髮絲細的溝槽，達成減少製程成本目標之餘，也打造出更輕薄與便宜的太陽能電池。

背電極太陽能顧名思義，是將電極與接面設在電池背面，可減少正面金屬線的遮光，提高轉換效率並具有美觀優勢，為備受看好的新技術。像是 Sun Power 新推出的太陽能系列 A Series 就採用交指式背電極太陽能電池（IBC）結構，可說是世界上第一批 400w 起跳的住宅太陽能系統。

而此次英國雪菲爾大學（University of Sheffield）與儲能發電技術提供商 Power Roll Limited 攜手，一同投入研究新型背電極太陽能電池。研究指出，團隊首先在每道溝槽兩面覆塗不同的電觸點，之後再用可經過溶液製程的半導體材料來填滿溝槽，最終製造出全新的 3D 太陽能電池。

團隊指出，與過去的矽晶太陽能電池相比，新型電池結構可降低電池製造繁瑣度與器件內的光學損耗，也不用採用昂貴的透明導電氧化物，除此之外科學家也可以用矽之外的材料來打造電池，進一步擴大研究空間。

Power Roll 高級研究科學家 Trevor McArdle 表示，在過去 40 年來，大多太陽能電池都採用扁平結構，科學家沉積不同材料以形成一層一層的太陽能電池，但團隊已研發出截然不同的電池架構，在太陽能電池表面刻劃出比頭髮還要細的微溝槽（micro grooves）。

根據 Power Roll 官網介紹，新型太陽能電池製程與設備成本都相當便宜，製造矽電池與其他可撓薄膜就比 3D 太陽能電池還要貴 5 與 10 倍，新電池的投資回收期更比矽晶太陽能電池少一半。

除此之外，新型太陽能電池也具有重量低、易於運輸、安裝成本低的優勢，這有助於運輸到離網或是偏鄉地區，或是應用在其他地方，有望擴展太陽能的應用範圍。

不過該技術離大規模商業化還有一段距離，雪菲爾大學物理與天文系教授 David Lidzey 表示，目前 Power Roll 太陽能電池原型轉換效率為 7%，效率是目前最高紀錄的三分之一。

UK scientists build new 3D solar architecture
Groovy new solar technology aims to be the future of renewable energy
（首圖為電池表面模擬圖，來源：雪菲爾大學）