新興太陽能前進宇宙,鈣鈦礦與有機電池完成太空測試

作者 | 發布日期 2020 年 08 月 21 日 15:14 | 分類 太陽能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


鈣鈦礦太陽能與有機太陽能都是備受看好的新興太陽能技術,性能良好也比現有的太陽能電池更薄更輕,應用範圍相當廣泛,而現在它們的應用領域還擴至宇宙,科學家已經完成鈣鈦礦與有機太陽能的太空測試。

過去幾十年來,矽晶太陽能一直都是太陽光電的龍頭技術,再生能源成本之所以能與傳統火力發電廠競爭,也是因為矽晶太陽能技術日益成熟、成本愈來愈低,但是科技日新月異、新人勝舊人,鈣鈦礦與有機太陽能或許可以把矽晶拉下市占冠冕寶座。

目前鈣鈦礦產電效能與晶矽太陽能相當,轉換效率在十年間從 3% 躍升到 24% 左右,且鈣鈦礦太陽能在陽光下或是室內弱燈光照射下都可以發電;而有機太陽能的轉換效率雖然不具優勢,但是它有著輕薄、可撓且便宜的特點。

以製程技術來說,鈣鈦礦與有機太陽能也都有來源豐富、成本低廉優勢,更可沉積在薄又可撓的基板與玻璃上,科學家能藉此特性製造出彎曲太陽能板,最終裝設在曲面外牆、屋頂,甚至是汽車與衣服上。

德國慕尼黑工業大學(TUM)也發現,這兩種太陽能技術可以朝太空發展,先前就團隊將鈣鈦礦與有機太陽能裝在探空火箭上,來個從瑞典北部到高度 240 公里的次軌道太空飛行(suborbital round trip)。

(Source:Joule

團隊將一公斤的太陽能電池貼在鋁板上,200 平方公尺貼好貼滿,預計發電量可點亮 300 盞標準 100W 燈泡,實驗也指出,這些又輕又薄的太陽能電池可以承受火箭發射衝擊與太空飛行等極端條件,在 7 分鐘將陽光轉換成電力,來自 TUM 的資深作者 Peter Müller-Buschbaum 表示,在這項研究中,重點不是太陽能電池的轉換效率,而是每單位面積發電量,也就是功率重量比(specific power,也稱為比功率),而這些太陽能電池的功率重量比為每平方公分 7-14 毫瓦。

團隊還發現,這些太陽能電池也可以吸收地表反射的漫射光,因此就算離太陽愈來愈遠,還是可以發電,Müller 指出,這驗證該電池能應用在深空飛行任務,這是現在的矽晶太陽能無法做到的。

不過 7 分鐘其實沒有很久,未來團隊也會在衛星試用鈣鈦礦和有機太陽能電池。

(首圖為示意圖,來源:pixabay