目前全球多數矽晶太陽能電池都採用傳統p型標準製程，但p型電池在轉換效率達到22%後，即面臨資本及技術投入邊際效益率遞減效應，轉換效率難再有效增加。因此太陽能廠開始將目光放在次世代的n型太陽能電池的商業化上，其中又以異質結（hetero junction with intrinsic，hjt）電池，以及指叉狀背接觸（interdigitated back contact，ibc）電池兩種技術最具有潛力，本文將**此兩種n型太陽能電池發展狀況，提供相關業者參考。
目前能量產n型太陽能電池的廠商，僅有sunpower與panasonic兩家。圖為sunpower的太陽能板。圖／路透
太陽能發電成本的下降，來自兩大主要因素。一為製造成本的下降，二為太陽能電池與模組本身轉換效率的提公升。在商業競爭下，太陽能電池轉換效率逐年往高效率發展，從早期平均約15%左右，以每年0.5%左右的速度逐年增加。目前全球絕大多數的矽晶電池皆採用p型，但在效率達到22%後，效率提公升的空間已有限，面臨資本及技術投入邊際效益率遞減問題。
效率有優勢的n型電池
雖然p型電池發展遭遇瓶頸，全球太陽能廠仍面臨需求端仍不斷追求效率提公升的壓力，產業界將目光放在次世代的n型太陽能量產化上。
主要n型矽晶太陽能電池主要包括，hjt、ibc和n-pert/n-perl電池三大類。這三種均帶有n型晶矽電池的特點，例如：少子壽命高、無光衰、弱光效應好，但其中又以hjt及ibc因為提公升效率的潛力最大，受到關注度最高。各國廠商無不紛紛加緊研發速度，主要太陽能國家政策也加以政策扶持。但至目前為止，能成功量產並商業化銷售的，只有日本panasonic以及美國sunpower兩家公司。
其中hjt電池是距離實現大規模量產最近的次世代太陽能電池技術，其優勢不僅在於能量轉換效率高，還在於製程簡單、高溫下發電效率衰減小、可使用薄型化矽晶圓、和低模組封裝損失、可雙面發電等多種優點，成為次世代最被看好的電池技術。而ibc電池，p-n結和電極全部置於電池背面，消除了電池正面柵線的遮光，增加轉換效率，可達到23%以上。但其製程複雜，機台裝置投資大，使成本幾乎為傳統電池的兩倍以上，因此如何降低ibc製造成本，是目前各國開發重點。也有實驗室開發出同時結合hjt＋ibc兩種結構之電池，並實現了25.6%的全球最高效率，是晶矽太陽電池有機會實現的最高效率。而第三種電池n-pert/n-perl結構簡單，最大程度保留和利用現有傳統p型電池裝置製程，量產化困難度最低，但轉換效率沒有前面兩種電池高。
而根據國際太陽能技術路線圖itrpv2016所做的**，指出隨著ibc、hjt等電池新結構，n型單晶電池的效率優勢會越來越明顯，市場占有率會逐步增加。並隨著雷射、離子注入等技術的量產化，hjt太陽能電池將可望在2023年超過10%市場占有率，ibc背部接觸式達12%。而傳統的p型電池市占率將逐年降低。
商業化的挑戰
雖然hjt太陽能電池具有許多優勢，但在商業化量產上，仍面臨挑戰需要克服：
新增裝置機台與製程要求嚴格：與傳統p型電池製程不同，需增加薄膜沉積機台。要製作非晶矽與晶體矽沉積，對製程環境要求嚴格。除此之外，磷擴散製程需要達到適合潔淨度要求、並有效的鈍化。
低溫模組封裝技術：由於hjt電池的低溫製程特性，不能採取傳統矽晶電池的高溫封裝法，需要開發適宜的低溫封裝技術。
高品質的矽晶圓材料：高品質的矽晶圓材料需求，將使購料成本上公升。
至於ibc太陽能電池最主要的挑戰，來自於量產化成本的下降：
背面指狀交叉狀製程與離子注入技術的量產化：ibc電池的核心技術是如何在電池背面製造出良好的指狀交叉狀的p區和n區。傳統作法是利用液態硼擴散和微影製程，但需要高溫製程且均勻性較差，需要多道複雜製程。半導體產業中常用的離子注入技術，雖均勻性較佳、結深精確可控但成本高昂，如何達到量產化，是目前最具挑戰的關鍵議題。
雷射加工困難度：利用雷射的高能使區域性昇華在電池背面開孔，但製程帶來的矽片損傷影響接觸電極。因需精準定位增加加工時間，降低生產效率，量產化仍是瓶頸。
最初市場僅有sunpower與panasonic兩家廠商投入次世代n型太陽能電池量產上，但隨著hjt電池專利到期，與各國投入研發降低ibc電池生產成本下，近年來國際大廠如tesla（solarcity）、南韓lg，中國大陸英利等公司，也紛紛投入n型電池開發。
台灣廠商方面，也有公司開始投入。其中以新日光開發hjt電池最為積極，目前已有試量產成果，預計在2023年下半年將有50mw可進入產階段。其他公司如元晶也宣布俄羅斯機台廠izovac，共同研發hjt太陽能電池技術，但仍在研發階段。
n型電池效率與發展前景值得期待，但量產化及成本下降是目前最需要解決之議題。如果匯入成本過於昂貴，最終發電成本仍無法與傳統型太陽能電池抗衡，而無法快速滲透市場。在目前p型太陽能電池一片紅海競爭之下，台灣廠商在製程調整、良率開發、引數優化、量產化經驗，皆具有相當的競爭優勢，如果能在次世代n型太陽能電池上站穩腳步，將可有效建立技術進入門檻。（本文作者為資策會mic產業分析師）
匯入 太陽能電池板的材料
一般分為單晶矽 多晶矽 和非晶矽 單晶矽太陽能電池是當前開發得最快的一種太陽能電池，它的構造和生產工藝已定型，產品已廣泛用於空間和地面。這種太陽能電池以高純的單晶矽棒為原料。為了降低生產成本，現在地面應用的太陽能電池等採用太陽能級的單晶矽棒，材料效能指標有所放寬。有的也可使用半導體器件加工的頭尾料和...
太陽能電池系統的選型與設計
以kly200 72型單晶矽電池組件為例。技術引數 元件由72片125 125的單晶矽太陽電池串聯組成。陽極氧化鋁合金邊框構成實用的方開結構，允許單個使用或陣列使用 配有標準支架系統，安裝孔 保證25年使用壽命 防塵接線盒，保證接線的安全可靠 銀白色鋁合金邊框 高透光率絨面鋼化玻璃 白色tp襯底 典...
效仿向日葵跟著太陽跑的太陽能電池 能多發電40
在曬太陽方面，無需向 曬成褐色的鄰居學習，自家後院中的自養生物才是最好的老師。當然，我們指的是植物，它們比其他任何物體都更理解陽光的重要性。因此，把太陽能電池設計成一株巨大的向日葵就沒有什麼好奇怪的了 這就是smartflower，被稱作 能提供清潔能源的全整合 即插即用的太陽能系統 smartfl...