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高大杨干信发表太阳能电池第3代 降低成本

【大澳门威尼斯人赌场官网4月19日报导】(中央社记者翁翠萍台北十九日电)国立高雄大学化学工程及材料工程学系教授杨干信今天发表研究五年开发出的第三代太阳能电池“杀手级”新技术,突破瑞士科学家独家掌控的配方材料,每公克染料成本从新台币十一万元降到二万元,未来技术移转民间开发零组件后,不须再依赖进口,还可广泛应用到3C家电与民生用品。

杨干信说明开发的第三代太阳能电池新技术,正在申请台湾与美国的专利,过去两年在行政院国科会补助计划下,这项新技术材料主要是用液态电解质材料,去年到今年陆续有十几篇论文发表并纳入SCI科学论文索引,目前正在申请未来三年期的国科会补助计划,希望做出更稳定的全固态化太阳能敏化电池,以固态电洞传导材料取代液态电解质材料,预期可使电池耐受性提高,寿命可较长。

杨干信指出,第一代太阳能电池于1954年开发使用单晶硅晶圆材料,制材要花很多能量,也要花很多水冷却,不利于缺乏水资源的台湾;第二代使用多晶硅或非晶硅材料如“砷化镓(GaAs)”,仍然耗费高能量,因为硅要纯度高,就要热度达摄氏三千度,冷却又还要耗水,所以很贵,制元件要蒸镀制成,也很耗能量。

因此,1990年代瑞士科学家Gratzel发表第三代太阳能电池“染料敏化太阳能电池(dye-sensitizedsolar cells,DSSC)”,但其关键技术的两项材料二氧化钛、光敏剂染料,仍由Gratzel掌控独家配方,专利染料“钌金属有机错合物(Ru-complex)”售价仍比黄金还贵,每公克售价高达新台币十一万元。

杨干信表示,他投入五年研发,如今已经可以自行合成二氧化钛、染料这两项关键材料,尤其最关键的“染料”单位成本足足比瑞士科学家的配方便宜将近十万元。

至于表现率方面,杨干信开发的第三代太阳能电池(DSSC)目前最佳效能可达百分之九点一,离世界水准百分之十点五相去不远,而他掌握的二氧化钛、染料两项材料技术,无须向Gratzel购买,成本因而大幅降低。

杨干信说,所谓“敏化”是指照光可激发电子与电洞分离产生的反应,分离的电子就可导出电流。他自制元件、搭配自制染料制造的第三代太阳能电池,效率可达百分之九到百分之十点四,就是吸收到的阳光大约十分之一可以有效转化成电子,元件性能重复再现性很高,效率很好。