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【產業焦點】車窗、眼鏡甚至穿戴裝置 高透明太陽能電池更方便融入生活

發佈日期: 2022-08-02 發佈媒體: 南科 AI_ROBOT 自造基地 瀏覽人數: 83

【產業焦點】車窗、眼鏡甚至穿戴裝置 高透明太陽能電池更方便融入生活

在地狹人稠的台灣或日本,太陽能發電推廣上的難題之一在於可安裝面積有限,還要扣掉像是透明玻璃這類不能裝太陽能電池的環境,進一步縮小可用發電範圍;日本東北大學(Tohoku University)在2017年高透明度太陽能電池,2022年7月12日提出改良方案,進一步讓這技術具實用性。

根據東北大學公布消息,過去號稱為透明太陽能電池的產品,透明度多半低於60%,這次研究團隊推出的太陽能電池透明度達80%,雖不如極少數特製、透明度接近90%高透明玻璃,但與平價市售透明玻璃的透明度已經相當,讓過去的透明太陽能電池都要改稱半透明太陽能電池,是飛躍性突破。

由於太陽能電池是吸收陽光發電,發電層越厚則被吸收的陽光愈多,透明度就愈低;透明太陽能電池的關鍵技術在於厚度只有1~2個原子厚度的發電層,這種超薄發電層目前主要是石墨烯(Graphene)與過渡金屬二硫化物(Transition-Metal Dichalcogenide Monolayer,TMD)。

東北大學選用TMD,配合透明的ITO電極並予以改良,才有透明玻璃等級的透明度。

不過陽光被吸收得少,意味這種太陽能電池的光能轉換效率有限,東北大學2017年的成果,光能轉換效率僅0.7%,而目前主流太陽能電池至少要超過15%,依然不足。

2022年最新成果,東北大學以新電極提高效率後,製出長寬各1公分的展示品,發電功率達420pW;雖然1pW是1W的1兆分之1,很低,但東北大學指出目前IoT感測器中已有消耗功率僅100pW的感測器,因此這款透明太陽能電池,已具單獨應用可能。

而且,若不把透明太陽能電池當成設備唯一電源,而是整個發電系統的一部分,就有更多用途,如透明度須高於一定水準的產品,像是車窗、眼鏡、風景區窗戶等,現在都能變成太陽能電池,若能做成可撓曲設備,甚至還能成為穿戴式裝置的一部分貼在身上,以大面積彌補光能轉換效率低的問題。
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