可撓式太陽能電池量產受挑戰,電池封裝與耐用性為關鍵

作者 | 發布日期 2018 年 06 月 11 日 14:00 | 分類 太陽能 , 能源科技 , 電池 follow us in feedly

實現穿戴式太陽能衣服、汽車、3C 設備可說是當今科學家的夢想,其中染料敏化太陽能電池(DSSC)則被認為是最具潛力生力軍,但現實往往沒有那麼簡單。科學家指出雖然 DSSC 已逐步邁向商業化與量產,但仍有耐用性、產品適用性、電池封裝等挑戰。



有別於常見、大規模量產的矽晶電池,DSSC 不需要透過半導體製程,製造容易、成本低,可透過「染料」吸收太陽光並轉移電子,且基板也可以使用可撓式材質發展穿戴式設備,並用簡單的塗布達成,但有機材料光電性質較差,結構還會被紫外線破壞,所以依舊停留在研究室階段。雖然已有不少研究逐步解決這些問題,但仍有一致性不足問題。

目前芬蘭阿爾托大學與加拿大蒙特婁大學團隊專注於可撓式 DSSC 最新進展以及如何突破當今局面達成量產。研究認為,DCSS 可以利用捲軸式(Roll-to-Roll)製程達到商業化,其中由於噴墨印刷可以精準嵌入染料與電解質成分,在該製程具有十足的發展前景。

而可撓式電池封裝對大規模生產更是一大挑戰,如果封裝不緊密,液態電解質可能會洩漏或是讓雜質有縫隙可滲入,這些問題都會大大縮短電池壽命。研究也指出需要新型電池基板接合技術,傳統的玻璃介質(glass-frit)僅適用於硬性設備,如要發展可撓式電池,尚需要新的接合製程。

電池也必須要擁有足夠的使用壽命,阿爾托大學生物製品與生物科學系研究員 Kati Miettunen 表示,可撓式太陽能電池通常是用金屬或塑膠製造,但金屬可能會腐蝕,塑膠也會讓水和其他雜質滲入。

未來還得開發更穩定的可撓式基底,最好是價格便宜、對環境影響更小的材料,研究則發現或許可用生物材料或混合材料製成木漿,並用永續材料木漿當成可撓式電池基底。目前研究已發表在《Wiley Online Library》。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:阿爾托大學