氣溫愈高太陽(yáng)能效率越低 科學(xué)家為此研制新模塊設(shè)計(jì)

:太陽(yáng)能適合熱帶地區(qū)嗎？雖然擁有豐沛日照，但是潮濕悶熱對(duì)太陽(yáng)能板來(lái)說(shuō)終究不是好事，畢竟太陽(yáng)能板也是電子元件，氣溫上升、效率就會(huì)下降，而最近加納與英國(guó)科學(xué)家攜手，為熱帶地區(qū)設(shè)計(jì)更防潮更耐用的太陽(yáng)能模塊設(shè)計(jì)。

太陽(yáng)能板電池跟許多電子設(shè)備一樣，溫度愈高、發(fā)電效率就越差，畢竟太陽(yáng)能板是將光轉(zhuǎn)換成電，并非將熱能轉(zhuǎn)換成電能，先前麻省理工學(xué)院研究就指出，溫度每升高 1 度，太陽(yáng)能板平均發(fā)電量就減少 0.45%。

當(dāng)電池吸收陽(yáng)光時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電子-電洞對(duì)，帶正電的電洞與帶負(fù)電的電子會(huì)分別向兩個(gè)不同的方向移動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生電流與電壓，若電子-電洞對(duì)快速?gòu)?fù)合，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率就會(huì)因此降低，溫度越高，電子與電洞復(fù)合的速度就愈快，高溫對(duì)太陽(yáng)能板毫無(wú)益處。

同時(shí)加納的夸梅‧恩克魯瑪科技大學(xué)（Knust）與英國(guó)提賽德大學(xué)（Teesside University）科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)其他威脅太陽(yáng)能模塊性能的因素。像是天氣過(guò)于潮濕，濕氣造成黏膠附著力下降，電池與黏膠出現(xiàn)電極分層（delamination）狀況，電子無(wú)法順利注入而產(chǎn)生暗點(diǎn)、連接器異常等問(wèn)題。

除了炎熱的天氣，溫差大也是太陽(yáng)能板性能下降的主因，某些地區(qū)烈日當(dāng)空，太陽(yáng)能板的溫度會(huì)攀升到攝氏 80 度，午夜時(shí)分又會(huì)降到攝氏 15 度。

而科學(xué)家也認(rèn)為，越薄、越小片的太陽(yáng)能電池，也比較容易產(chǎn)生裂紋。在太陽(yáng)能模塊制程中，會(huì)用鍍錫銅帶（Copper Ribbon）與銀匯流線(xiàn)（Busbar，又稱(chēng)主干、粗線(xiàn)）將太陽(yáng)能電池串接，組裝成太陽(yáng)能模塊，而焊接的質(zhì)量將影響硅晶太陽(yáng)能模塊發(fā)電效率，且隨著硅晶圓厚度愈來(lái)愈薄，在串焊過(guò)程中愈容易斷裂。

在太陽(yáng)能模塊制程中，首先會(huì)把太陽(yáng)能電池焊上箔條導(dǎo)線(xiàn)，再將用焊線(xiàn)將一片片電池串接排列成一組，最后再進(jìn)入封裝程序。只是串焊過(guò)程中，焊線(xiàn)會(huì)從上表面的負(fù)極串接到下面的正極，這時(shí)焊線(xiàn)就會(huì)扭折（kink），科學(xué)家認(rèn)為，高熱會(huì)讓扭折應(yīng)力加劇。

不過(guò)隨著技術(shù)日新月異，新的技術(shù)可以解決愈熱退化問(wèn)題嗎？對(duì)此科學(xué)家認(rèn)為新型的背接觸（Back Contact）電極可以解決這個(gè)挑戰(zhàn)，像是選擇性雷射焊接（ive laser soldering）的背接面背接觸（Back Junction Back Contact，BJBC）技術(shù)。

其中 BJBC 的 PN 接面在電池背面，匯流線(xiàn)與細(xì)線(xiàn)呈指交叉狀，而電池也因?yàn)殡姌O與接面都在電池背面，面朝太陽(yáng)的電池面呈純暗色，能減少正面匯流線(xiàn)與細(xì)線(xiàn)的遮光、提高轉(zhuǎn)換效率，也能透過(guò)改善制程來(lái)最佳化受光表面的鈍化效果，還具有美觀優(yōu)勢(shì)。

選擇性雷射焊接技術(shù)則是將匯流線(xiàn)均勻焊接在電池上，藉此提高穩(wěn)定性，也能降低焊接接頭的機(jī)械損傷。而有別于一般電池，BJBC 電池中的電流不會(huì)經(jīng)過(guò)發(fā)射極，因此也不用在粗細(xì)線(xiàn)陰影與串聯(lián)電阻損耗之間抉擇。過(guò)去研究測(cè)試也發(fā)現(xiàn)，透過(guò)省略匯流線(xiàn)和縮短細(xì)線(xiàn)長(zhǎng)度，可提高 BJBC 太陽(yáng)能電池填充因子和短路電流密度，有助提升太陽(yáng)能電池性能。

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