透明太陽能技術日新月異,然而規模商業化困難重重

作者 | 發布日期 2020 年 03 月 24 日 17:40 | 分類 太陽能 , 能源科技 follow us in feedly


有別於市面上常見的湛藍色矽晶太陽能板,尚未商業化的有機太陽能可以製作成半透明、甚至是透明的模組,未來有機會整合到窗戶、溫室或是建築外牆上,發展潛力相當不錯,不過要跨入建築整合太陽之前得做什麼準備?

有機太陽能是由有機聚合物或染料製成,由於不需要高耗能真空設備,製程以溶液塗布印刷為主,因此製造成本相對低,具有低耗能、低成本與低碳三低優勢,且根據不同化學配方與製程,還能讓窗戶吸收不同波段的光、整透光度,或是製備成可撓模組,不僅有機會整合在汽車、建築上,也可以與穿戴式設備結合,擁有獨特且優勢的利基市場。

因此雖然有機太陽能還沒有達到大規模商業化,但不少廠商看好其未來發展,正努力研發中。像是南韓蔚山國立科學技術研究院(UNIST)透過矽棒與柔軟的透明聚合物,開發出彈性可伸縮的透明太陽能電池,轉換效率達 8%,且經過幾十次彎曲測試後,性能仍可維持 95% 左右。

美國新創 Ubiquitous Energy 先前也聲稱自家的透明有機太陽能電池已獲第三方實驗室 Newport Corporation 認證,轉換效率達 9.8%,可吸收紫外光與近紅外光,目前打算先整合到房屋窗戶上,更已經在加州總部裝設面積達 9 平方公尺的透明太陽能窗戶。

這些都可能會是未來的明日之星或是重要發展基石,只是目前有機太陽能距離大規模商業化還有一段距離,轉換效率大多沒有超過商業化門檻 15%,產能也只有少少幾 MW,成本相對高、沒什麼裝置紀錄可以參考,也需要搞釐清如何關閉各個窗戶太陽能的電源、維運方式、逆變器設備等等實務面向,更需要前期投資以建立規模經濟、規模生產等學習曲線,透明太陽能還需要一段時間才能將傳統窗戶取而代之。

目前的建築整合太陽能,大多都是在屋頂架設矽晶太陽能板,或是將太陽能板裝設在建築外牆上,雖然外觀可能不盡人意,但這是相對普遍、較好入手、風險較低的方式,也沒有用太陽能材料取代傳統建築材,比較容易同時符合建築與太陽能法規。

先前 NREL 太陽能專家 Lance Wheeler 也表示,目前太陽能窗戶多少都參雜有毒物,玻璃碎裂後又是一大問題。如果要滿足消費者需求、耐用性、法規要求,可能還有一段路要走。

(首圖來源:pixabay