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有光就有電 染料敏化太陽電池技轉簽約報導

2014/02/05 經濟部能源局 點閱人次: 404

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撰文/曾君儒 圖片提供/工研院綠能所、經濟部能源局

一提到太陽能發電,你腦中第一個浮現的畫面是什麼樣子?是覆蓋整個屋頂的太陽能板?還是鋪滿整片地表面積的深藍格子呢?現在最新的第3 代太陽電池絕對可以破除過去太陽能板笨重不便的刻板印象。

為了推動太陽光電設置及促進產業發展,在經濟部能源局的大力補助下,工研院成功開發了染料敏化太陽電池模組,並透過102年12月18日的技術移轉簽約儀式,將日後發展產業的重要工作,交棒由台塑公司繼續進行。

樂勝的染料敏化太陽電池

傳統以矽晶為原料的太陽能板,大部分皆以建築物屋頂或地面型電廠應用為主,重量較重、使用型態與變化性較小;染料敏化太陽電池重量輕、易客製化,可以隨著不同的使用方式,做到各種形狀、顏色與撓曲,生產時不需要昂貴的真空設備與廠房設施,材料成本也相對低廉,更棒的是,它在弱光下(例如室內光源或窗邊光線)也能擁有優異的發電表現,目前雖仍是項較前瞻性的技術,但短期內可由消費性產品的姿態切入市場,值得我們期待。

據統計,目前臺灣每年仍需消耗4千噸的乾電池,染料敏化電池因為擁有低照度下的最佳太陽電池特性,擁有許多可結合的應用端,例如:若與感測器相結合後,應用層面可擴及電力監視、道路監視、智慧住宅、居家保護系統等,將來若是成功導入,將可降低乾電池的使用量,展現對地球更友善的態度、營造更乾淨的環境。

染料敏化電池產品易客製化,且發電時不受角度與溫度的影響,對市場而言,無異是增加了無限可能的發展空間。想想看,汽車的天窗、電腦的鍵盤甚至是手機面板,各種消費性產品都可以參與其中;就更別說在建材上的應用了,建築物的窗戶甚至是屋內隔間牆,都能依照客人的個別需求,設計出兼顧美觀與發電的產品。

核心技術大透視,原理一點也不難

究竟這神奇的染料敏化電池是什麼原理呢?「其實並沒有很複雜啦!」工研院林福銘組長大方的秀出解說圖,簡單來說,當太陽光照到由光敏染料包覆著的電池粉體,藉由奈米TiO2 傳到工作電極上,並依序傳導至對電極、電解液,最後再回到染料,形成一個迴路。

經過研發團隊的努力,染料敏化太陽電池從核心技術到整套生產系統都已發展成熟,從樣品至模組的放大成功率已高達9成,經過批量加速劣化測試,產品室內壽命已達6年以上,擁有穩定與耐久的特性,為日後即將量產的商品奠定了良好基礎。

讓我們搶先走在發光發熱的道路上

而承接後續發展重任的台塑公司,也提出了他們對這項產品的幾點評估,首先,他們認為染料敏化太陽電池並非半導體,而是一種化學太陽電池,與台塑自身化工本業相近;再來,它的製程節能、由上游至下游均可技術自主,無須仰賴國 外支援,短期內可與消費性電子產業結合,相當具有競爭優勢。若由台塑規畫量產,將可在各方面得以整合並發揮綜效,建立國內最完善的平臺,加速實現商業化的目標。台塑近年積極評估發展綠能產業,對於此次投入的研發生產,他們樂觀預測,待4年後完成試量產線,將可帶動國內相關產業發展,並擁有300 億元以上的產值。

透過這次工研院與台塑公司技術轉移簽約儀式,不難看出政府對太陽能產業的重視程度,經濟部能源局局長王運銘開心地表示,透過開發具市場利基的領先、前瞻、差異化技術,將能達到提升國內模組的品質與效率,增強本土太陽光電業者的國際競爭力,進而擴大海外的市場版圖。

臺灣太陽光電產業發光發熱的日子似乎已指日可待,就讓我們好好期待以後每一個太陽升起的日子,畢竟,溫暖的陽光不只喚醒了沉睡大地,也開啟了未來時代的無限可能。


關鍵字:染料敏化電池,綠能產業,太陽光電

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