聚光型太陽能電池

作者:江志宏

說明：

聚光型太陽能電池是[聚光型太陽能電池(Concentrator Photovoltaic)]+[高聚光鏡面菲涅爾透鏡(Fresnel Lenes)]+[太陽光追蹤器(Sun Tracker)]的組合，其太陽能能量轉換效率可達31%～40.7%，雖然轉換效率高但是由於向陽時間長，過去用於太空產業，現在搭配太陽光追蹤器可用於發電產業，比較不適合用於一般家庭，聚光型太陽能電池主要材料是[砷化鎵](GaAs)，也就是三五族(III-V)材料，一般矽晶材料只能夠吸收太陽光譜中400～1,100nm波長之能量，而聚光型不同於矽晶圓太陽能技術，透過多接面化合物半導體可吸收較寬廣之太陽光譜能量，目前以發展出三接面InGaP/GaAs/Ge的聚光型太陽電池可大幅提高轉換效率，三接面聚光型太陽電池可吸收300～1900nm波長之能量相對其轉換效率可大幅提升，而且聚光型太陽能電池的耐熱性比一般晶圓型太陽能電池又來的高。

能量轉換率比較：

薄膜型太陽能(7%～12%)、晶圓型太陽能(12%～20%)、傳統核能電廠(30%)、火力發電(36.8%)、聚光型太陽能(31%～40.7%)、新式核能電廠(42～57%)

聚光型太陽能電池可通過使用透鏡將光聚集到狹小的面積上來提高發電效率。不過因聚光引起的溫度上升會損傷太陽能電池單元及發電系統，因此往往必須要抑制聚光率才可以。聚光型太陽電池假如使用聚光倍率為1000倍的透鏡時，單位模組的太陽能電池單元的成本可降至結晶矽類電池單元的1/10左右，而所需的面積僅矽晶圓的1/2.5，另外聚光型太陽能電池必須要在位於透鏡焦點附近時才能發揮功能，因此為使模組總是朝向太陽的方位，必須搭配使用太陽追蹤系統，此設計雖然可以提高轉換效率，但卻存在透鏡、聚光發熱釋放槽以及太陽光追蹤系統的重量及體積較大..等問題，因此不適於裝在日式住宅的屋頂使用。

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