轉換效率最高的太陽能窗戶,建築自發電終有一天實現

作者 | 發布日期 2020 年 08 月 24 日 16:28 | 分類 太陽能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


這或許是轉換效率最高的透明太陽能電池。最近美國密西根大學研發出效率達 8% 的碳基有機太陽能板,讓摩天大樓自發電將不再是夢想。

有機太陽能是用聚合物或有機生物來當作太陽能發電材料,具有輕薄、低成本、易回收、可撓等優勢,是一盞再生能源新星,未來有機會應用在電動車、飛機機翼、建築物、玻璃甚至是衣服上,發展潛力不容小覷。

有機太陽能可依據不同的電池材料與基板,製成半透明或是全透明,因此就能應用在建築整合太陽能中,帶領團隊的 Stephen Forrest 教授指出,每棟建築物一定會有窗戶,這就是有機太陽能的理想發展方向──有鑑他們效率跟透明度都很高──這是矽晶太陽能無法達到的境界。

通常窗戶玻璃隔熱膜多少會強調有著紅外線阻隔、抗 UV 等功能,防止陽光熱能進入室內,降低房間溫度,電機工程與電腦科決助理研究員 Yongxi Li 表示,團隊研發的透明太陽能電池,希望能在維持透光情況,維持高電壓、高電流、低電阻等性能。

團隊以有機物與碳基設計,最終研發出轉換效率達 8.1%、透明度落在 43.3% 的太陽能電池,雖然顏色有點泛綠,但團隊認為整體看來更像太陽眼鏡跟汽車遮陽的灰色,同時團隊也有研發另一個版本的銦錫氧化物透明太陽能電池,還用銀電極將轉換效率提高到 10.8%,透光度也增加到 45.8%,只是如下圖,電池更為偏綠。

團隊研發的 8.1% 透明太陽能電池光利用效率(light utilization efficiency)約在 2-3%,而顏色更綠的銦錫氧化物電池的光利用率為 3.5%,若採用銀電極後光利用率則可增加到 5%,密西根大學團隊指出,這兩種太陽能電池不僅毒性低、可大規模製造,還能依照建築所在緯度進行量身訂做。

目前團隊還在改良電池,下一個目標是研發光利用效率 7%、壽命長達 10 年的電池,同時也正研究裝置透明太陽能電池的經濟可行性。

(圖片來源:密西根大學