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這片太陽能板是甜甜的馬卡龍色系,南韓研發 18% 環保型彩色電池
2020-08-05   |  作者:daisychuang  |  167瀏覽人次

南韓科學家研發出夢幻、帶點螢光色系的薄膜太陽能板,且它的優點不僅僅只有外表,科學家還採用對環境無害的材料製造,既具備可撓、易彎曲優勢,轉換效率也高達 18%。

常見的太陽能板多為深藍色的矽晶太陽能電池,雖然這幾年來因為裝置量逐年攀升與技術愈加成熟,其成本愈來愈低,就算不補助,太陽能競爭力已經能媲美傳統的燃煤發電,國際再生能源機構(IRENA)指出,預計 2021 年太陽能成本將會降到每度電 0.039 美元(約新台幣 1.17 元),跟 2019 年相比下降 42%。

再生能源價格之所以可以跟傳統電力競爭,矽晶太陽能電池功不可沒,然而我們很難將「厚、硬、重」的矽晶太陽能難板,裝設在屋頂、外牆或是高架之外的地方,這些便宜的面板很難跟衣服、小型設備結合。

因此若要發展可撓式太陽能技術,還需要另闢蹊徑,其中鈣鈦礦太陽能、薄膜太陽能與有機太陽能就是潛在解決方案,最近南韓電子通信研究院(ETRI)成功開發了環保型薄膜太陽能電池。

薄膜太陽能電池所需材料比矽晶太陽能還要少,成本也比較低,在製程方面,可以把玻璃、塑膠、陶瓷等不同材質的材料當基板,使得後端的太陽能板設計更為多樣,常見的技術為銅銦硒(CIS)、銅銦鎵硒(CIGS),其轉換效率也僅次於矽太陽能。

而為什麼南韓的新型太陽能會被稱為「環保型」?過去薄膜太陽能雖然具有可撓特性、成本低優點,但透明導電層和吸收層中間的緩衝層(Buffer Layer)含有有毒重金屬鎘,光是這一點或許就難以推廣,因此 ETRI 科學家採用硫化鎘(CdS)取而代之,降低人們對環境污染的疑慮、也透過鋅讓太陽能電池更薄。

ETRI 透過光激發量子點兆赫輻射光譜學(photo-pumping terahertz spectroscopy)研究鋅基緩衝層太陽能電池,盼該研究能做為下一代環保太陽能的基石,ETRI 首席研究員 Yong-Duck Chung 表示,這項研究幫助太陽能朝為高經濟附加價值的彩色太陽能模組邁進。

目前薄膜太陽能電池厚度為 3 微米,轉換效率已經來到 18%,達到商業化標準的 15%,同時為了在商業上更有競爭力,ETRI 科學家還一次研發出粉色、黃色、紫色、綠色與藍色等 7 種帶珍珠光感的薄膜太陽能,與矽晶太陽能普普通通的深藍色相比,讓人眼睛為之一亮。

(合作媒體:科技新報。首圖來源:ETRI)

 
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