中研院領軍 國產下世代太陽能電池效率大突破
具商轉潛力的高效太陽能關鍵技術, 中央研究院20日宣布,國內研發團隊成功開發,光-電轉換效率可超過市售產品多達31%的下世代(疊層式鈣鈦礦/矽基)太陽能電池元件;如果與早期佈建的太陽能發電裝置相比,效率提高接近五成!
中研院團隊指出,此項成果不僅證實我國太陽能電池技術可以與國際並駕齊驅,更有助未來升級太陽能發電裝置,「在不增加土地使用面積的條件下」,提高太陽光發電量,更接近淨零排放的目標。
中研院近年積極投入創新淨零科技研發,所推動的「淨零5支箭」,包括去碳燃氫、深層地熱、海洋能、下世代太陽光電及生質碳匯技術。此次關鍵技術突破,聚焦在台灣最具優勢的太陽能,且是在非常重要的電池效能提升,。中研院表示,目前的成品雖然尚屬小面積元件,但是,現階段成果已證明我國在疊層式太陽能電池技術具有自主研發製造的能力,「且是製程具實際商轉的高度潛力!」
中研院長廖俊智20日表示,下世代太陽能電池研發團隊由中央研究院以關鍵議題研究,著眼於從基礎研究到實際佈建的垂直整合,攜手國內頂尖學者組成,整合中研院、成功大學、清華大學、明志科技大學等高效太陽能光電技術的研究專長,研究團隊以2年的時間成功開發此項關鍵技術,並與業界先進廣泛討論,在研發初期即以落實應用為目標。
面對氣候變遷的威脅,開發低碳或零碳潔淨能源成為全球努力達到淨零排放目標的重要策略。中研院指出,臺灣擁有優越的日照條件,太陽能憑藉可再生、無碳排放、自產能源等優勢,成為我國能源轉型的重要支柱,但是,最大阻礙在於太陽能發電裝置需要佔用大面積土地,造成我國不易大幅增加太陽能發電場域。
廖俊智指出,「提升太陽能電池光-電轉換效率」是化解此困境的核心策略,藉由提高單位面積的裝置容量與發電量,以創新科技換取土地面積,緩解增加太陽能發電量對土地需求之壓力。
中研院關鍵議題研究中心研究員朱治偉表示,目前市售的矽基太陽能電池最高轉換效率約為22~24%,若以相同技術幾乎不可能突破30%,未來太陽能電池技術須向多接面或堆疊式方向研發,「2年前廖院長訂出方向後,便邀請院內外研究人員與學者專家組成團隊,投入疊層式鈣鈦礦/矽基太陽能電池技術之研發,希望以更高效率的太陽能電池,滿足臺灣日益增加的低碳能源需求。」
清華大學化工系與中研院關鍵中心合聘教授衛子健表示,鈣鈦礦太陽能電池是備受矚目的下世代太陽能技術,具有材料來源充足、製程設備成本低廉、高效率及可回收等特性。」鈣鈦礦薄膜應用範疇極為廣泛,可與矽基太陽能電池結合,形成疊層式鈣鈦礦/矽基太陽能電池,進一步提升光-電轉換效率。
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