2009年3月，中華人民共和國財政部财政部宣布擬對太陽能光電建築等大型太陽能工程進行補貼。 太阳能电池（solar cell）亦称太阳能芯片，近义词光电池（photovoltaic cell）或称光伏电池、光生伏打电池[1]），是一种將太阳光通过光生伏打效应轉成電能的裝置。 太陽能電池按定義並非電池，因其並不儲能，這是翻譯名詞，原意為太陽能單元，属于一种光电器件。 某種電池製造技術，並非僅能製造一種類型的電池，例如在多晶矽製程，既可製造出矽晶版類型，也可以製造薄膜類型。 2009年3月，中華人民共和國財政部財政部宣布擬對太陽能光電建築等大型太陽能工程進行補貼。 2010年6月16日台積電宣布旗下VentureTech Alliance公司投資美商Stion公司5000萬美元(折合新台幣約16億元)，並持有該公司約21%的股份，取得薄膜CIGS製程技術，雙方並在技術授權、生產供應以及合作開發方面簽訂協議。
在多種再生能源中，除最被看好的風力發電之外，現階段太陽能發電被認為是較具發展潛力和應用價值的再生能源之一。 因此，如何將大自然源源不絕的太陽能有效率地轉換為電能，即成為人類解決能源危機和環境污染的重要途徑和希望。 此時電子在電子供應體與電子接受體的界面移動，由電子供應體流向電子接受體，形成電荷分離狀態。 電子供應體因電子流向電子接受體而帶正電(電洞)，同一時間電子接受體接受電子而帶負電。 電洞位於透明電極基板端，電子則流向負極再藉由外接電路引導流出，此為太陽電池發電的主要機制。 有機太陽能電池是成分全部或部分為有機物的太陽能電池，他們使用了導電聚合物或小分子[1]用於光的吸收和電荷轉移。
太陽電池: 太陽能電池的原理與種類
而相對於FTO材料的AZO薄膜，以往因為無法製作出具有凹凸結構的薄膜表面增加入射光的散射性，所以較不常被使用在入光電極層。 近年來各研究團隊陸續開發出同樣具有凹凸結構，且光電特性均佳的AZO薄膜，使得一直由FTO壟斷局面有些許改變。 在AZO的薄膜特性上，因具備較FTO更好的抗氫氣電漿還原性，配合極佳的低電阻率與透光性，使部分矽薄膜太陽電池結構已經開始採用AZO薄膜於入光電極層與背向電極層，希望藉由AZO較佳的光電特性，提升矽薄膜太陽電池的光電轉換效率。 目前國內有多家廠商投入高聚光型太陽能電池系統開發，主要是看好高聚光型太陽能電池的前景，由於聚光透鏡系統開發，加上高效率的 III-V 族太陽能電池，使得高聚光型太陽能電池系統最具潛力，並有機會發展成大型發電廠。
大部分光伏器件的膜是通過旋轉塗覆（旋塗）或蒸氣相沉積的方法得到的，然後每個方法都有自己的缺點。 旋塗可以在高速下製備更大的面積，但是所使用的溶劑會破壞已有的膜，另外一個相關問題是旋塗時會使整個基底都塗上同一個物質。 光伏（Photovoltaic）：光是一種能量，能將光能轉換為電能即為光伏（Photovoltaic）作用，有因光生電功能的元件通稱為光伏元件或光伏組件，PV（Photovoltaic）一詞已變成通常用語。 據了解，在對光伏電站長期觀察的過程中發現，在組件表面殘留晨露或雨水並且有光照的情況下，很容易發生PID現象。 电势诱导衰减（Potential Induced Degradation）簡稱PID效應，虽然目前光伏组件的效率在逐年提高，使用寿命也长达20－25年，发电量得到了保证，用户的预期收益也非常清晰。 但是，光伏组件的工作环境非常恶劣，不管是大型地面电站，还是农光互补、渔光互补等使用场景，在使用过程中会让效率降低，从而影响到发电量。
太陽電池: 太陽電池（Solar cell）
薄膜太陽能電池近幾年發展迅速，至2008年底美國已開發出光電轉換效率20%之CIGS薄膜太陽能電池技術，顯示CIGS薄膜太陽能電池光電轉換效率仍有成長空間，此光電轉換效率已接近多晶矽太陽能電池，維持薄膜太陽能電池中光電轉換效率第一的優勢力。 2009年全世界已有二十幾家CIGS薄膜太陽能電池模組生產公司，顯示CIGS薄膜太陽能電池大量生產技術已漸趨成熟，對於後續CIGS薄膜太陽能電池產業發展與市場占有率提升有極大的幫助。 目前技術較進步的歐盟與日本都已訂定出2010年要將矽薄膜效率提升到10~12%的目標。
面對全球愈來愈多太陽光電廠商的投入，產品技術不斷提升，始能於國際市場上競爭，並推動太陽光電系統設置之普及化。 而目前國內技術發展上，矽晶太陽電池已發展數十年，相關技術和半導體製程技術相容，具有技術發展空間，我國重點能源光電轉換效率與能與國際齊頭。 光電壓(Photovoltaic)太陽能電池的工作方式是透過吸收半導體中的光量或光子，從而激發電子使其足以驅動電路。 在目前使用的各式太陽能電池中，以低價玻璃或塑膠基板上的非晶矽電池效率最低，約為6%；最高的是單晶矽基板上的多接面(multijunction)砷化鎵電池，其效率高達30%，但成本要比前者高100倍以上。 最常見的單晶矽和多晶矽太陽能電池效率在10到18%之間一個乾淨、便利、安全、永續發展的能源(電子工程專輯，2010)。
太陽電池: 發展情況
有別於傳統矽晶，為了保護電池元件，常選用玻璃或鋁板作為底板；新元件能將各層材料依序塗佈於可彎曲的基板上，如塑膠、金屬薄片等。 太陽光電系統，也稱為光生伏特，簡稱光伏（Photovoltaics；字源「photo-」光，「voltaics」伏特），是指利用光電半導體材料的光生伏打效應而將太陽能轉化為直流電能的設施。 目前，用來發電的半導體材料主要有：單晶矽、多晶矽、非晶矽及碲化鎘等。 由於近年來各國都在積極推動可再生能源的應用，光電產業的發展十分迅速[1]。 在薄膜電池技术中，近年建筑物集成太阳能电池技术（Building Integrated Photo Voltaic，BIPV）特别引人注目。
軟性太陽能用基板材料軟性太陽能基板材料隨著軟性薄膜太陽電池的不同而有不一樣的需求，對應不同的軟性薄膜太陽電池，因應不同製程溫度的需求，所適合的軟性基板材料也不同。 表二為不同基板材料的特性比較表，玻璃具有透明、尺寸安定性佳、耐化性好的特性，但有易脆、不耐衝擊、不耐撓的缺點，較不適合用於軟性電子產品，而金屬薄膜具有耐熱、尺寸安定性、可撓曲特點，卻有不透明、表面不平整、易皺褶及介面絕緣的問題。 相較於玻璃及金屬薄膜，一般高分子材料的耐熱性普遍不夠，但卻有透明、耐摔及耐撓的優點，目前只適合用於染料敏化太陽電池及有機導電高分子太陽電池，如何提升高分子材料的耐熱性及尺寸安定性，是決定可否用於未來最有發展潛力的a-Si 、μ-Si 、CIS 太陽電池2023 太陽電池 、CIGS 薄膜太陽電池的關鍵。
太陽電池: 太陽電池量測技術
基本上染料（Dye）在這裡所扮演的角色，和樹葉上的葉綠素一樣，可以吸收太陽光，並且將電子轉移出去。 染料敏化太陽電池（DSSC）的構造如＜圖一＞所示，通常使用兩片導電玻璃（玻璃表面濺鍍氧化銦錫薄膜）來製作，先在下方的導電玻璃上成長奈米結晶的多孔性二氧化鈦薄膜，再將染料溶解在電解液內，並且使用旋轉塗佈法將染料塗佈在多孔性二氧化鈦薄膜上。 美國IBM公司於2008年6月發表其飛躍成長的太陽光電發電技術成果(圖五)。 運用放大鏡聚光的原理，得到以透鏡聚集到每1cm2約230W的太陽光源於小小的電池當中，該聚光成果得到以往研發所得10倍以上太陽能數值。 非氟太陽能背板技術發展雖然含氟背板目前仍是主流產品，但不同訴求的背板產品也早已在市場上出現。 如Isovoltaic、Coveme、Toray、Tomark-Worthen等公司的非氟背板產品PET系列或Polyamide系列，如表三。
在過去的二十年中，有機太陽能電池因具可撓性，輕量化與低成本，引起高度關注，在持續追求卓越與商用化的路上，科學家及工程師以不同方式來增加元件效率。 國立交通大學材料科學與工程學系韋光華教授研究團隊與加州大學洛杉磯分校楊陽教授合作研究以四種做法進行；(一) 新穎材料－小分子電子受體－加上持續改進的高分子電子予體－形成三相摻合物以增加光電流(二)修飾氧化鋅電子傳輸層誘導相分離增加載子傳送，(三) 太陽電池 可見光半透明電池元件結構的革新和(四)串聯電池來製備高光電轉換效率的有機太陽能電池。 本團隊在太陽能電池主動層中，三元共混物系統的研究，可以通過改變材料的組成比例來調整光電性質與最佳化表面形貌，並可調控材料的聚集區塊大小，以提供高效率的有機太陽能電池。
太陽電池: 光電實驗室
光偵測器（PD：Photo Detector）的原理與太陽電池相同，都是入射光激發 P 型與 太陽電池 N 型半導體產生電洞與電子。 此外，發光二極體（LED：Light Emitting Diode）的原理與太陽電池類似，只是光與電的方向相反而已，電池產生電洞與電子，電洞與電子流到 P 型與 N 型半導體產生光，如＜圖一（b）＞所示。 既然無法完全阻止石化燃料生成二氧化碳，那就乾脆消滅工廠呼出來的二氧化碳吧！ 表面透出淡淡的橘色的鈣鈦礦太陽能電池，可分為穿透型、半透型與不透型太陽能電池，差別在於太陽光線穿透太陽能板的程度與應用。 太陽能電池的材料種類繁多，可以有非晶矽、多晶矽、CdTe、CuInxGa（1-x）Se2等半導體的、或三五族、二六族的元素鏈結的材料等。
據該公司表示，今後的課題是要讓光電轉換效率早日提高到16%左右，並開發出能達到1500個/秒的球狀矽高速滴下的設備，若能順利實現，那麼15cm見方大小的太陽電池僅需10秒的時間就能製作完成。 據該公司表示，量產中的該球狀矽太陽電池，是在京都廠以月產1MW的目標展開生產，預定於2008年上市，預估單價約在240日圓左右。 2008年下半年則會在京都附近另覓12000m2的土地，興建具備兩條月產2MW的生產線的新廠。 利用專用的製造設備，讓熔融的矽往下滴，就能做出球狀矽；若再將直徑約1mm的球狀矽相互並排連結，就能做出太陽電池。 由於製程不同，球狀矽太陽電池的矽材料用量比結晶矽太陽電池大幅減少1/5～1/7。 再加上結晶矽太陽電池面臨著矽材料供應不足而有價格上漲的壓力，更讓球狀矽太陽電池在該領域有了「突破發展危機」的機會，而受到相當的重視。
太陽電池: 應用
不同TiO2電極寬度會影響電子傳送的阻抗，寬度較寬會造成較大的內電阻，造成短路電流下降，目前寬度7mm可得到較佳的Jsc及F.F.，在MPN系統下，可得最佳電流密度8.46 mA/cm2，也得最佳電量212mW。 另外改用黏度較低導電度較佳之電解質液AN系統，得到最佳之電池性能，電池開路電壓為0.73V，電流密度8.70mA/cm2，F.F.為0.58，轉換效率3.68％，電量為228mW。 96年至截稿為止，主要再增加電池的活性使用面積，提高電池效率及電量，目前轉換效率可達5.7%。 目前國內在能源局、國科會及工研院的整合之下，由學界針對較具基礎研究及前瞻之議題進行深入探討；工業界或相關研究單位則進行製程研發、大尺寸化、製程放大、效率提升及穩定性等實用化相關研究。 目前國內工業界以先期研發為主；研究單位則以工研院太陽光電科技中心及學界的研究團隊為主。 圖1為二氧化鈦電極的掃描穿透式電子顯微鏡(Scanning electron microscope，SEM)影像，由溶膠-凝膠法(sol-gel)製成二氧化鈦粉體，配成膠狀後利用網印塗佈於透明導電極上，烘乾燒結後形成多孔隙的奈米粉體，其粒徑約為30~50nm，因為增加了表面積可以吸附更多的染料分子，因而提升了光電轉換效率。
矽錠之成長(有效之heat extraction、new crucible design、良好之結晶特性造成使用率的提升)。 矽晶圓之薄化(sawing slurry的再利用、有效利用製程氣體與冷卻水、減少產生每瓦電所需消耗矽的重量)。 當前系統課題在光學設計與散熱對策若欲使聚光型太陽電池系統的轉換效率再更加提升，目前所面對的重要課題是在光學系方面的設計、散熱對策，以及電池串聯阻抗的降低。
太陽電池: 工研院「太陽能電池」光電轉換效率高 有效減碳創能、助晶圓廠綠色轉型
染料敏化太陽電池的商品化發展目前以日本最積極投入，不論從專利申請數或論文發表數而言，染料敏化太陽電池的研發活動，在全球屬日本最為活躍。 可是若從商品化的層面來看，則只有透明導電膜、氧化鈦漿料(Paste)、封裝膠材等零件材料的少量銷售，其他如染料、電解液則僅是在提供試作樣本的階段。 太陽電池2023 在玻璃基板方面的模組化中，Aisin精機與Fujikura等進行著大面積化、耐久性的測試評估與實用性的發展。 在塑膠基板方面的模組化中，Peccell在愛知萬國博覽會(2005年)會場展示30cm×30cm之大型面板的耐久性試驗等，呈現出邁向實用化技術的開發之路。
目前試量產電池轉換效率平均已達23.2％，模組功率達360W，此成果居全球領先地位，未來進一步突破TOPCon量產製程的技術門檻，將可藉由高效率及低成本，協助太陽光電產業轉型再出發，以優質技術突破價格戰困境。 太陽電池 目前市面上所裝置的太陽電池模組中，有90%以上為高效率結晶矽玻璃基板的太陽電池，不過，包含架台每平方公尺的重量高達20~30公斤，於耐荷重較小的建築物當中，不容易進行大面積的施工。 另外，再加上其不具有可撓特性，所以不適用於設計當中要求有弧度的施工建築物。
