印度研發紙質基板有機太陽能模塊 兼具成本與環境優勢

2020-10-12 索比光伏網

太陽能板的發電原理為將日照輻射轉換成電力，那麼也可以用室內燈光來發電嗎?最近印度科學家就透過研發出紙質基板的有機太陽能模塊，兼具成本與環境優勢，1000 LUX 下功率密度達每平方公分 12μW(微瓦特)，未來有望為小型電子設備供電。

目前常見的矽晶太陽能板無法吸收室內光，矽晶太陽能的可吸收光譜有限，畢竟矽的能隙是 1.1 電子伏特，僅能吸收約 1,000 納米以下的近紅外光、可見光及紫外光，而室內可見光波長因不同燈光，約 380 到 780 納米，因此矽晶太陽能電池移到室內後通常轉換效率不佳，只有 10% 左右。

因此若想要開發室內可用的太陽能板，大多都另闢道路，不再使用矽晶圓，像是印度理工大學坎普爾分校(IIT Kanpur)就利用「紙」製造可以彎曲、垃圾量又少的可撓式太陽能基板，同時團隊還研發出特殊的阻擋層，因此才可以在上方建構 12×12 平方公分的有機太陽能子模塊(sub-modules)，其有效面積為 108 平方公分，在 1,000lux 的冷光 LED 燈光下，性能可與矽晶太陽能相當。

團隊主要測試 PTB7：PCBM 與 P3HT：PCBM 兩種有機太陽能組合，在標準照明、以 AM1.5G 光譜的總照度 963.75W/m2 量測，兩種混合物有機太陽能光敏層的轉換效率達 4.23% 與 2.38%，團隊指出，這是紙質基材有機太陽能效率最高的紀錄。

IIT Kanpur 電機工程教授 S. Sundar Kumar Iyer 表示，1,000 LUX 冷光 LED 燈光下，功率密度達每平方公分 12μW(太陽能計算器使用需約 5μW)，表現與轉換效率達 15% 的矽晶太陽能相似，在相同環境表現下，矽晶太陽能的功率密度為每平方公分 13μW，團隊則認為這證明有機太陽能在室內的可行性。

若是改用面積更小的紙質太陽能基材， PTB7:PCBM 與 P3HT:PCBM 的效率分別為 6.44% 與 3.37%，表現也是有紀錄以來最高，團隊指出，若採用效率更高的光敏層，有機太陽能的效率應更上一層樓，室內和室外應用都是理想的選擇。

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