透明太陽能電池 Photo courtesy of Richard Lunt/Michigan State University

科學家在《自然—能源》期刊 ( Nature Energy ) 上發表的論文表示,可安裝於窗戶上的透明太陽能板將能夠採集大量目前無法運用的太陽能,而且其收集的能量不輸屋頂上更大、更笨重的太陽能板。密西根州立大學 ( Michigan State University ) 的研究員表示,同時採用透明太陽能板以及屋頂太陽能板可以幾乎滿足全美國的電力需求,並且大幅減少化石燃料的使用。

密西根州立大學化工與材料科學系副教授理查.蘭特 ( Richard Lunt ) 宣稱:「高透明度太陽能電池代表了太陽能應用的未來。我們分析了它的潛力,並成功展示,只收集不可見光能量,這些設備的發電能力與太陽能板相若,但同時具備提升建築、車輛和攜帶式電子產品效率的功能性。」

蘭特與同事率先開發了透明冷光太陽能集中器 ( transparent luminescent solar concentrator ),安裝於窗戶上能產生電力又不阻礙視線,這種像塑膠的薄材料可以用在建築、車窗、行動電話及其他具有透明表面的設備。該技術使用蘭特及其團隊開發的有機分子來吸收陽光中不可見光波長的部分,研究者能夠「調整」材料讓它只吸收紫外線和近紅外線波長的能量並轉換成電力。

以太陽能取代石油

創新且合乎成本的再生能源科技將有助我們擺脫對化石能源的依賴。目前,全球的電力只有 1.5% 由太陽能提供。但是研究人員估計,單單於美國便有 50 到 70 億平方公尺的玻璃面積,若能全數覆蓋上這種材料,將能供應美國 40% 的電力需求,發電潛力相當於裝置在屋頂上的太陽能板:「同時使用兩種方式,加上能源儲存技術的改善,便能接近滿足 100% 的需求。」

這項技術的效率可達 5% ,而傳統的太陽能板為 15 到 18% ,儘管透明太陽能技術的效率沒辦法超過傳統技術,但研究員認為,兩者間的差距將會繼續縮小。

「這就是我們努力的目標,傳統太陽能技術已經過了五十多年的研究,而我們只對高透明度太陽能電池研究了五年。我們希望,這個新科技最終能成為一種便宜、能廣泛應用於大大小小的表面上可再生能源。」

 

參考資料:

  1. Henion, A. (Ed.). (2017, October 23). Transparent solar technology represents ‘wave of the future’. Retrieved October 29, 2017.
  2. Traverse, C. J., Pandey, R., Barr, M. C., & Lunt, R. R. (2017). Emergence of highly transparent photovoltaics for distributed applications. Nature Energy. doi:10.1038/s41560-017-0016-9
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