平均成本最低至每度電 2 美分,新一代鈣鈦礦太陽能何時出頭天

作者 | 發布日期 2021 年 01 月 11 日 18:00 | 分類 太陽能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


太陽能新興材料鈣鈦礦備具備成本低、輕薄可撓的優點,轉換效率也逐年攀升,頗受各國歡迎,如今為了解決大尺寸模組和耐久性等課題,加速商業化進展,目前各國科學家也正絞盡腦汁找出解決方案。

現今的太陽能電池大多使用矽晶,遠遠看來就是一片湛藍色的太陽能模組,而由日本化學家宮坂力(Tsutomu Miyasaka)在 2009 年發明鈣鈦礦太陽能電池則是新興後起之秀,轉換效率從一開始的 3.8% ,現在已超過 26%,更可利用印刷技術輕鬆製造、甚至能製成彎曲模組,製造成本更有望降至目前的一半。

作為努力加速商業化的廠商之一,日本東芝已將商業化轉換效率提高到 14.1%、松下也研發出效率超過 16% 的鈣鈦礦電池,若鈣鈦礦太陽能電池能變得更加便宜,將會是日本滿足碳中和經濟的重要技術,東芝資深專家 Kenji Todori 表示,未來便能在任何地方安裝太陽能板。

許多國家正在進行能源轉型,力拚滿足日益攀升的用電需求外,還能降低碳排放量,像是日本便在去年聖誕節那一天,提出實現「碳中和」(carbon neutral)願景的綠能策略,力拚 2050 年再生能源發電占比提高到 50-60%,未來也會著重在離岸風電、太陽能與氫能。

鈣鈦礦不僅是有助日本碳中和的新興太陽能材料,對於全球太陽能產業,這也是進一步降低成本的方法,美國史丹佛大學研究人員也表示,如果進一步最佳化鈣鈦礦電池製造技術,平均電價可能會降到每度電 2 美分,會是最便宜的再生能源之一。

目前全球有許多科學家正在研究鈣鈦礦太陽能,只是鈣鈦礦太陽能還有許多進步空間,像是耐久度低,且一旦擴大實驗室中的鈣鈦礦電池尺寸,多會因為加入雜質或難以均勻塗佈,往往造成轉換效率大幅下降,為此有科學家借助石墨烯或各種有機、無機化合物材料,延長鈣鈦礦的壽命,又或是秉持著兩人合力事倍功半的精神,將兩種不同太陽能材料串聯,盼提高太陽能轉換效率。

若能研發出壽命長又效率高的鈣鈦礦太陽能電池,便可在競爭激烈的綠能領域拿下聖杯,不過宮坂力也認為,日本或許很難拔得頭籌。中國至少有 10,000 名專門研究鈣鈦礦電池的人員,是日本的十倍以上,儘管日本幾十年前在太陽能開發方面坐穩領先地位,但如今日本製造商已輸給外國競爭對手。

(首圖來源:pixabay