高大楊乾信發表太陽能電池第3代 降低成本
【大紀元4月19日報導】(中央社記者翁翠萍台北十九日電)國立高雄大學化學工程及材料工程學系教授楊乾信今天發表研究五年開發出的第三代太陽能電池「殺手級」新技術,突破瑞士科學家獨家掌控的配方材料,每公克染料成本從新台幣十一萬元降到二萬元,未來技術移轉民間開發零組件後,不須再依賴進口,還可廣泛應用到3C家電與民生用品。
楊乾信說明開發的第三代太陽能電池新技術,正在申請台灣與美國的專利,過去兩年在行政院國科會補助計畫下,這項新技術材料主要是用液態電解質材料,去年到今年陸續有十幾篇論文發表並納入SCI科學論文索引,目前正在申請未來三年期的國科會補助計畫,希望做出更穩定的全固態化太陽能敏化電池,以固態電洞傳導材料取代液態電解質材料,預期可使電池耐受性提高,壽命可較長。
楊乾信指出,第一代太陽能電池於1954年開發使用單晶矽晶圓材料,製材要花很多能量,也要花很多水冷卻,不利於缺乏水資源的台灣;第二代使用多晶矽或非晶矽材料如「砷化鎵(GaAs)」,仍然耗費高能量,因為矽要純度高,就要熱度達攝氏三千度,冷卻又還要耗水,所以很貴,製元件要蒸鍍製成,也很耗能量。
因此,1990年代瑞士科學家Gratzel發表第三代太陽能電池「染料敏化太陽能電池(dye-sensitizedsolar cells,DSSC)」,但其關鍵技術的兩項材料二氧化鈦、光敏劑染料,仍由Gratzel掌控獨家配方,專利染料「釕金屬有機錯合物(Ru-complex)」售價仍比黃金還貴,每公克售價高達新台幣十一萬元。
楊乾信表示,他投入五年研發,如今已經可以自行合成二氧化鈦、染料這兩項關鍵材料,尤其最關鍵的「染料」單位成本足足比瑞士科學家的配方便宜將近十萬元。
至於表現率方面,楊乾信開發的第三代太陽能電池(DSSC)目前最佳效能可達百分之九點一,離世界水準百分之十點五相去不遠,而他掌握的二氧化鈦、染料兩項材料技術,無須向Gratzel購買,成本因而大幅降低。
楊乾信說,所謂「敏化」是指照光可激發電子與電洞分離產生的反應,分離的電子就可導出電流。他自製元件、搭配自製染料製造的第三代太陽能電池,效率可達百分之九到百分之十點四,就是吸收到的陽光大約十分之一可以有效轉化成電子,元件性能重複再現性很高,效率很好。