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 硅晶太陽能電池是目前太陽能發(fā)電技術的主流，但以目前已大規(guī)模商業(yè)化的技術而言，其轉換效率預期很難超過23%。業(yè)界與研究單位持續(xù)積極研發(fā)各種技術，以突破效率天花板；最新公開的技術證實，太陽能電池效率可突破30%。

德國Fraunhofer太陽能系統(tǒng)研究所（ISE）與奧地利公司EV Group（EVG）合作，成功以硅晶太陽能電池為基礎，加上擁有兩個電極的多接合太陽能電池技術，讓太陽能電池的轉換效率一舉沖高到30.2%。

Fraunhofer ISE和EVG的研究員透過直接外延片接合（direct wafer bounding）工藝將微米級的三五族半導體材料轉換為硅材；經(jīng)電漿活化后，外延片表面的次電池（subcell）將呈現(xiàn)真空狀接合，使三五族次電池表面的原子與硅原子緊密接合，形成以硅材為基礎的次電池。


透過堆疊磷化銦鎵（GaInP）、砷化鎵（GaAs）、硅（Si）等三種次電池所構成的多接合電池，能吸收更廣光譜的太陽光，轉換效率也能大幅提升。Fraunhofer ISE和EVG成功使4平方公分面積的三五族半導體／硅材多接合電池之轉換效率提高到30.2%，突破了硅晶太陽能電池的理論效率天花板29.4%，并由Fraunhofer實驗室檢證完成。


目前，這類三五族半導體／硅材多接合電池的成本仍然高昂，三五族半導體磊晶工程和接合技術等都有成本降低空間。Fraunhofer ISE的研究人員表示會繼續(xù)進行研究，以推動轉換效率30%以上太陽能組件問世。

夏普類似技術，用于人造衛(wèi)星和咖啡椅

同樣以多接合技術來發(fā)展高效太陽能電池的，還有日商夏普（Sharp）。夏普今年5月公開與日本NEDO合作的研究成果，透過化合物三接合技術打造了轉換效率達31.17%的太陽能光伏電池，為目前全球轉換效率最高的技術。

夏普的化合物三接合電池層疊磷化銦鎵、砷化鎵以及砷化銦鎵（InGaAs）等三層吸光構造，并以特殊的穿隧接合層與緩沖層穿插組合其中，使電池可吸收的光譜更廣、吸光效率更高。

夏普的化合物三接合太陽能電池，轉換效率紀錄為 31.17% 。（來源：Sharp）

夏普于5月發(fā)表的31.17%效率紀錄實現(xiàn)于986平方公分的大面積電池上；而在這之前，同樣的技術曾在1.047平方公分的小面積電池上創(chuàng)造37.9%的效率技術。

過去，夏普將此技術應用于人造衛(wèi)星上，但今年10月，夏普將其應用于咖啡椅上，并結合蓄電池和USB充電埠，打造出特別的太陽能充電椅，目前已設置在東京的三家Starbucks門市。