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科技界奧斯卡獎13連莊

科技界奧斯卡獎13連莊

2020-11-16

憑著堅實的科研基礎與創新動能,工研院連續13年榮獲全球百大科技研發獎,展現豐沛研發能量,讓世界看見臺灣!

弱光也能發電──染料敏化電池

 

工研院與台塑

工研院與台塑合作開發出「染料敏化電池」,不需要高照度太陽光,在陰天、室內光、甚至只有3根蠟燭的弱光,也能發電,亮眼表現勇奪2020年全球百大科技研發獎。

 

根據再生能源調研機構REN 21的最新報告,太陽能裝置容量在2019年大躍進,增加1,000億瓦,占所有再生能源的一半以上。儘管傳統太陽能電池在大太陽下電力十足,但換個戰場,卻英雄無用武之地。被稱為「第三代太陽能電池」的染料敏化電池,不需要高照度太陽光,在陰天、室內光、甚至只有3根蠟燭的弱光,也能發電,若在室內跟一般太陽能電池PK,染敏電池的光電轉換效率更是矽晶太陽電池的3倍。

 

工研院綠能與環境研究所經理童永樑解釋,染料吸收光線,把光變成電的過程就叫做「敏化」,染敏電池單靠吸收環境光就能自主發電。看準染敏電池的潛力,工研院早在2007年便開始著手進行專利布局及元件製作,鎖定三大突破點:弱光下光電轉換效率、建立壽命預估方法以及建立模組製作標準流程。

 

帶領研發團隊的工研院綠能與環境研究所組長林福銘指出,工研院投入研發染敏模組,有兩大挑戰要克服,首先若能將現行的光電轉換效率提升,將是邁向商業化的第一步;其次則要把實驗室成果放大,並維持良率和品質,為此團隊必須建立絕對嚴謹的標準化生產流程,以免「失之毫釐、差之千里」。

 

團隊走出實驗室 突破量產關卡

 

結構有如三明治的染敏電池,所有技術都在僅約1根頭髮厚度的兩片玻璃中間,想要提升光電轉換效率,技術關卡不小。像是在產製過程中,需要把二氧化鈦的漿料塗布在玻璃上,若漿料品質不穩定將影響染料吸附的均勻度,致使效率差異變大。

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