美國研發有機太陽能布,揉成團千次都不會損壞

發佈日期: 2018 年 08 月 03 日 10:47 | 作者: | 分類: 產業資訊

太陽能板未來除了可以裝置在汽車、衣服上,或許還能塞進包包隨身攜帶,隨時隨地都能使用太陽能電力。近期美國加州大學透過有機材料成功打造太陽能布(solar tarp),即使揉一揉塞進背包 1,000 次都不會損壞,有望擴大未來太陽能應用範圍。

目前太陽光電主流材料為矽晶半導體,低成本、穩定高效等優點讓太陽光電有機會與燃煤發電廠一較高下,且該系統還可以裝置在屋頂上與儲能系統相結合,為住家與企業節省電費,甚至用於偏鄉、緊急避難所與難民營等離網地區,讓人們日夜都有電可用。

只不過由於矽的化學性質因素,矽晶太陽能板無法朝可撓式面板邁進,大大限制了太陽能板的應用。

矽材料的光吸收率比較低,如果打造較薄的矽晶太陽能板,光子可能會直接穿過面板,因此矽晶太陽能吸光層通常約 100微米厚、跟一張鈔票差不多。且矽晶太陽能板堅硬易破碎,體積也很龐大,目前只能裝設在屋頂或是外牆,運送太陽能板還可能會讓面板受損。

因此為製造出更輕便、高效率與成本低的太陽能板,加州大學將研究目光從矽轉移到有機材料,並成功打造出既輕薄又柔軟的「太陽能布」。實驗更指出,該設備柔韌且耐用,甚至可以將太陽能布揉成葡萄柚大小、塞進包包 1,000 次都不會受損。

圖片來源:加州大學 San Diego CC BY-ND

有機太陽能為太陽光電產業後起之秀,不僅能透過低價聚合物材料與簡易印刷技術製造,還可以製造成半透明或可撓等樣式,未來更有機會整合到車輛、衣服與織品中,且有機太陽能電池最高理論效率高達 30%,可說是備受看好的太陽能技術之一。

只是對於研究團隊來說,太陽能布不僅要具有可撓特性,還得擁有優異的耐用性。目前該團隊已成功讓有機太陽能更加輕薄與柔軟,並透過特殊分子結構,讓太陽能板更加柔韌。

或許現在有機太陽能轉換效率還不如矽晶或是鈣鈦礦等太陽能電池,但研究認為該太陽能應用潛力相當大,其不僅具有可撓特性、還可以非常耐用。加州大學奈米工程教授 Darren Lipomi 表示,聚合物在日常生活中相當常見,舉凡塑膠、油漆與衣服都可找到他的身影。

因此研究認為有機太陽能有望結合矽的優良光電特性與塑膠的耐用性,Lipomi指出,團隊的研究重點是打造優良電子特性與耐久性的材料,這些特質對於太陽能布相當重要。

該團隊也看好鈣鈦礦發展,該材料的吸光層厚度只要矽的千分之一,目前也致力於打造鈣鈦礦太陽能電池,希望可為小型無人機或是輕便太陽能設備盡一份心力。

(首圖來源:Katy Warner via Flickr CC BY 2.0。文/DaisyChuang)

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