再生能源大突破,隱形光電板問世!
韓國仁川大學科研團隊近日成功研發出新一代透明太陽能電池,他們採用二氧化鈦(TiO₂)與氧化鎳(NiO)兩種環保半導體材料,不僅能吸收紫外線發電,還具備極高的透明度。
據科技媒體《Tech Time》報導,這項技術最早可以追溯到2014年,當時美國密西根州立大學研究團隊開發出全球首款完全透明的太陽能集中器,利用特殊有機分子吸收人眼不可見的紫外線與近紅外線,並將能量導向面板邊緣的太陽能電池轉換為電力。這項技術讓窗戶在發電的同時,仍能保持良好的採光與透明度。
然而,在技術發展初期,透明太陽能板的轉換效率僅有1%左右,因此沒有獲得業界多大的重視。但經過多年研發,如今效率已提升至接近10%,大幅增強了實用性。
韓國科學家最近推出一項創新的「透明太陽能板」,讓窗戶不僅能透光,還能發電。圖片來源:Journal of Power Sources
專家指出,與傳統太陽能板相比,透明太陽能技術具備多項優勢。首先,傳統太陽能板往往需要大面積土地來安裝,而這項新技術能夠直接整合至現有建築,如窗戶、摩天大樓玻璃幕牆,甚至是手機螢幕都能使用。其次,它還具備方便安裝、維護便利等優點,使其能無縫融入現有建築設計中,提供穩定綠能供電。
此外,氧化鎳作為地球上最豐富的元素之一,再加上二氧化鈦的環保特性,不僅確保了原料供應的穩定性,也為未來的大規模生產帶來了成本優勢。
應用範圍驚人!幾乎所有使用玻璃的地方都能替代
「透明太陽能板的獨特特性,能為人類科技帶來多種應用。」研究團隊成員 Joondong Kim 教授表示,這項技術的應用前景極為廣泛,幾乎涵蓋所有使用玻璃的領域,例如:
1. 建築領域:可直接整合到建築物的窗戶、玻璃幕牆和天窗,讓建築物成為自給自足的發電站。高層建築的玻璃幕牆面積龐大,若能全面應用透明太陽能技術,將能產生可觀的電力。同時,這種整合也能降低建築物的空調負荷,進一步提升節能效果。
2. 都市基礎設施:車站、候車亭、行人天橋等公共設施都能安裝,不影響原有設計的同時提供電力。這些設施分布廣泛,若能善用其玻璃表面進行發電,將能形成分散式的城市發電網絡。
3. 消費性電子產品:手機螢幕、智慧手錶、平板電腦等設備都可能搭載這項技術,延長電池續航力。特別是對於需要長時間使用的可攜式設備,這種自發電能力將大大提升使用便利性。
4. 交通工具:未來的電動車、飛機等交通工具的玻璃,都可能成為補充能源的管道。這不僅能提供額外的電力來源,還能減輕主電池的負擔。
儘管透明太陽能技術展現出巨大潛力,但要實現大規模商業化仍需克服一些技術難題。首要挑戰是如何在維持高透明度的同時,進一步提升能源轉換效率。為此,研究人員正積極探索包括鈣鈦礦(Perovskite)和量子點(Quantum Dots)等前沿技術,期望突破當前的效率瓶頸。
另一個待解決的課題,由於該透明光電板製造工藝相對複雜,使其生產成本仍比傳統光電板高出不少。不過,研究團隊相信,隨著技術日益成熟和規模化生產的推進,這個問題將有望獲得改善。