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印度研發室內即可發電的可撓式太陽能基板
太陽能板的發電原理為將日照輻射轉換成電力﹐那麼也可以用室內燈光來發電嗎﹖最近印度科學家就透過研發出紙質基版的有機太陽能模組﹐兼具成本與環境優勢﹐1000 LUX下功率密度達每平方公分12µW(微瓦特)﹐未來有望為小型電子設備供電。
目前常見的矽晶太陽能板無法吸收室內光﹐矽晶太陽能的可吸收光譜有限﹐畢竟矽的能隙是1.1電子伏特﹐僅能吸收約1,000奈米以下的近紅外光﹑可見光及紫外光﹐而室內可見光波長因不同燈光﹐約380到780奈米﹐因此矽晶太陽能電池移到室內後通常轉換效率不佳﹐只有10%左右。
因此若想要開發室內可用的太陽能板﹐大多都另闢道路﹐不再使用矽晶圓﹐像是印度理工大學坎普爾分校(IIT Kanpur)就利用「紙」製造可以彎曲﹑垃圾量又少的可撓式太陽能基板﹐同時團隊還研發出特殊的阻擋層﹐因此才可以在上方建構12×12平方公分的有機太陽能子模組(sub-modules)﹐其有效面積為108平方公分﹐在1,000lux的冷光LED燈光下﹐性能可與矽晶太陽能相當。
團隊主要測試PTB7﹕PCBM與P3HT﹕PCBM兩種有機太陽能組合﹐在標準照明﹑以AM1.5G光譜的總照度963.75W/m2量測﹐兩種混合物有機太陽能光敏層的轉換效率達4.23%與2.38%﹐團隊指出﹐這是紙質基材有機太陽能效率最高的紀錄。IIT Kanpur電機工程教授S. Sundar Kumar Iyer表示﹐1,000 LUX冷光LED燈光下﹐功率密度達每平方公分12µW(太陽能計算器使用需約5μW)﹐表現與轉換效率達15%的矽晶太陽能相似﹐在相同環境表現下﹐矽晶太陽能的功率密度為每平方公分13µW﹐團隊則認為這證明有機太陽能在室內的可行性。
若是改用面積更小的紙質太陽能基材﹐PTB7:PCBM與P3HT:PCBM的效率分別為6.44%與3.37%﹐表現也是有紀錄以來最高﹐團隊指出﹐若採用效率更高的光敏層﹐有機太陽能的效率應更上一層樓﹐室內和室外應用都是理想的選擇。
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