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2024.01.01
产业趋势

被称作第三代太阳能电池「钙钛矿」

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鈣鈦礦

 

被称作第三代太阳能电池「钙钛矿」,已逐渐走出实验室迈入商业阶段,台湾钙钛矿科技今年首度亮相台湾最大面积「A4大小」的钙钛矿太阳能电池,将提供客户整合材料、制程技术与专业设备的完整方案,将现有太阳能板应用扩大到建筑、农电共生,就连室内也可以发电。

 

首先,先了解钙钛矿电池是什么?为什么被称作第三代太阳能电池?

国际推动2050年净零排放,太阳能与风力发电为两大再生能源主力。不过传统的太阳能电池多半使用「硅材料」,市面上使用硅的太阳能板的能源转换效率达到22%已是极限,且硅属于不透光材料,应用上相对有限。而钙钛矿太阳能电池,被认为是最有潜力替代硅太阳能电池技术。

 

  • 第一代以单晶硅、多晶硅为大宗,发展最长久、技术也最成熟
  • 第二代为薄膜太阳能电池,属于非晶硅太阳能电池,能源转换效率较低
  • 第三代共有3种技术:有机太阳能(OPV)、染敏太阳能(DSC)、钙钛矿太阳能(PSC),其中钙钛矿太阳能最为成熟,能源转换效率已突破25%

 

钙钛矿电池分为哪3种?

表面透出淡淡的橘色的钙钛矿太阳能电池,台湾钙钛矿科技同时展出了三种不同型态的钙钛矿太阳能电池,包括穿透型、半透型与不透型太阳能电池,差别在于太阳光线穿透太阳能板的程度与应用。

  • 穿透型:应用在建筑的玻璃帷幕墙,保有室内光线,发电为辅。
  • 半透型:应用在农电共生,部分太阳应用在发电,部分应用在植物行光合作用。
  • 不透型:应用在发电,完全吸收太阳光来进行发电。

钙钛矿太阳能电池具备「可透光性」,适合农电共生。


特别是现在台湾聚焦发展「一地多用」的太阳能电厂,例如农电共生、鱼电共生等。过去台湾推农电共生,多半是太阳能结合种香菇,因为香菇较不需要日照,「钙钛矿太阳能电池可透光又能发电,对农业发展将是破坏式创新。」

从材料取得的角度来看,传统太阳能电池的「硅材料」矿产80%来自中国,有供应链过度集中的问题。而钙钛矿太阳能电池是有机金属卤化物材料,具有极佳的光电特性,台湾可自行开发。但现阶段挑战在于「大面积化制程」以及「稳定性不佳」仍有待克服。

 


林唯耕教授
 

作者

林唯耕教授

学历 | 美国马里兰大学博士
现职 | 国立清华大学工程与系统科学系,兼任教授
专长 | 电子组装散热、热管、环路式热管(CPL,LHP,PHP)、节能设计、太阳能储热与冷却、热流系统、电子元件之冷却、双相流、人造卫星及高空飞行物之热传元件

 

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