新世代太陽能電池效能誰把關?中央大學實驗室尖端設備支援

作者 | 發布日期 2019 年 04 月 17 日 17:03 | 分類 太陽能 , 尖端科技 , 能源科技 follow us in feedly

有異於轉換效率不高的主流矽晶太陽能電池,新世代電池正如火如荼的發展中,但要打出新市場前,電池性能的驗證把關相當重要。中央大學太陽能電池效率驗證實驗室歷經多年準備,逐步引進國際級設備、驗證程序、通過大規模量測比對,成為國內第一間取得 ISO/IEC 17025 認證的太陽能電池校正實驗室。



新世代光驅動電池如:染料敏化(DSC)太陽能電池、有機薄膜(OPV)太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池、量子點太陽電池(QDSC)等,比起目前市場主流的矽晶太陽能電池,製程方式簡單、元件材料使用量少,於室內弱光/燈光環境下也能保有高效率,發電功率比矽晶太陽能板高 20~50% 以上。

新世代電池近年來屢傳突破性發展,然而研究曝光後,也要有技術可以準確測量電池元件的最大輸出功率、光電轉換效率等參數,才能證實新型電池的材料與製程是否成功且可以推入市場,而且正確電池性能參數會是電子產品搭載時重要的參考依據。

中央大學的太陽能電池效率驗證實驗室(Photovoltaic Efficiency Verification Laboratory,PVEVL)於 2013 年引進世界級太陽能電池的校正評價設備、標準測試條件下的校正程序,2015 年完成國內首次大規模光伏電池性能驗證,2017 年針對室內弱光照明條件,建立新世代光驅動電池性能量測光源系統與技術,一路成為國內第一間取得 ISO/IEC 17025 認證的太陽能電池校正實驗室。

下圖中,可以看到實驗室內一些測試設備,比如顯微鏡、太陽光模擬器、光譜量測儀等,顯微鏡可以鑑別電池的實際吸光面積;太陽光模擬器會模擬室外光源照射電池,新世代太陽能電池研究中心教授陳家原說,這部儀器主要測試太陽能電池的四大指標參數:效率、電壓、電流、功率(power),假如一家廠商聲稱他們的太陽能電池功率有 5W,但是否真的如其所說?就交給中央大學實驗室驗證。

光譜量測儀則可以顯示光譜形狀,測試太陽能電池的入射光能量消耗程度,這是確認電池轉換效率的關鍵。

▲ 顯微鏡。

▲ 光譜量測儀。

▲ 太陽光模擬器。

▲ 分光輻射計。

目前,該實驗室已協助我國 30 多間學術研究與產業單位,鑑定逾百個新世代光驅動電池的性能,未來期望可以提供新世代光驅動電池的性能鑑定量測服務,藉此協助將我國最頂尖的光伏技術研究成果發表於國際權威報導「太陽能電池效率表(Solar Cell Efficiency Tables)」、「美國國家再生能源實驗室效率驗證表(NREL Efficiency Chart)」上。

(圖片來源:科技新報)

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