常见的硅晶太阳能板无法吸收室内光

2020-10-13 16:52:58

太阳能板的发电原理为将日照辐射转换成电力,那么也可以用室内灯光来发电吗?最近印度科学家就透过研发出纸质基板的有机太阳能模块,兼具成本与环境优势,1000 LUX 下功率密度达每平方公分 12μW(微瓦特),未来有望为小型电子设备供电。

目前常见的硅晶太阳能板无法吸收室内光,硅晶太阳能的可吸收光谱有限,毕竟硅的能隙是 1.1 电子伏特,仅能吸收约 1,000 纳米以下的近红外光、可见光及紫外光,而室内可见光波长因不同灯光,约 380 到 780 纳米,因此硅晶太阳能电池移到室内后通常转换效率不佳,只有 10% 左右。

因此若想要开发室内可用的太阳能板,大多都另辟道路,不再使用硅晶圆,像是印度理工大学坎普尔分校(IIT Kanpur)就利用「纸」制造可以弯曲、垃圾量又少的可挠式太阳能基板,同时团队还研发出特殊的阻挡层,因此才可以在上方建构 12×12 平方公分的有机太阳能子模块(sub-modules),其有效面积为 108 平方公分,在 1,000lux 的冷光 LED 灯光下,性能可与硅晶太阳能相当。

团队主要测试 PTB7:PCBM 与 P3HT:PCBM 两种有机太阳能组合,在标准照明、以 AM1.5G 光谱的总照度 963.75W/m2 量测,两种混合物有机太阳能光敏层的转换效率达 4.23% 与 2.38%,团队指出,这是纸质基材有机太阳能效率最高的纪录。

IIT Kanpur 电机工程教授 S. Sundar Kumar Iyer 表示,1,000 LUX 冷光 LED 灯光下,功率密度达每平方公分 12μW(太阳能计算器使用需约 5μW),表现与转换效率达 15% 的硅晶太阳能相似,在相同环境表现下,硅晶太阳能的功率密度为每平方公分 13μW,团队则认为这证明有机太阳能在室内的可行性。

若是改用面积更小的纸质太阳能基材, PTB7:PCBM 与 P3HT:PCBM 的效率分别为 6.44% 与 3.37%,表现也是有纪录以来最高,团队指出,若采用效率更高的光敏层,有机太阳能的效率应更上一层楼,室内和室外应用都是理想的选择。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。