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台国科会1.4亿支持中大有机太阳能电池计划

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【大纪元2011年01月18日讯】(大纪元记者徐乃义台湾桃园报导)中大化学系吴春桂教授团队在染料敏化太阳能电池的杰出研究表现,荣获国科会高达一亿四千多万的计划补助,将在中大成立全国唯一的“有机太阳能电池研究量测实验室”,整合资源、增强国内有机太阳能电池研究者的研发能量及国际竞争力,建立一个产、学、研科技交流平台,加速有机太阳能池相关研究领域的发展及商业化脚步。

吴教授所开发的第三代太阳能电池一染料敏化太阳能电池,发光效率高达11.5%,为目前文献中效率最高者。未来可应用在消费性电子产品,如iPod、手机电池等,发展潜力无穷。这种“彩色染料光电池”,具有色彩多样性、高穿透度、高挠曲性等特性,并具有重量轻盈、低制造成本等优点,将来有机会广范地应用于所有日常生活中。

吴春桂教授很有信心的说:未来只要有光,室内也可发电,随时随地都可以产电!对我们未来的生活将有革命陆影响。

第三代太阳能电池技术─染料敏化太阳能电池之研究与展望
文/(中央大学化学系教授吴春桂)

能源、环境与食物、水被列为人类未来50年可能遭遇的10大问题之前4名,寻求藏量丰富、价格合理且无污染的可再生(renewable)的能源,是维系地球永续发展之重要途径之一。太阳能电池因其各种优点成为再生能源的首选之一。

第三代太阳能电池-染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cells, DSCs)是在1991年由瑞士洛桑联邦理工学院的Michael Grätzel教授等人提出的一种新型态太阳能电池。此种新型太阳能电池由于具有透光性、色彩可调变性、可绕曲性、良好的光电转换效率、效率受环境影响很小、可室内光发电与低制造成本等优点,极具商品化的潜能。

现阶段研究重点为如何提高元件之光电转换效率、增加元件稳定性与将元件大面积模组化。由于染料(或称光敏化剂(photo-sensitizer))是此种电池之光电流的主要来源,也是影响电池光电转换效率与元件稳定性的重要因素之一,更是DSC能否实用化的重要关键之一。中大化学系吴春桂教授所带领的研究团队,过去几年来致力于创新开发适用于DSC元件的高效率染料,其所研发之染料为目前效率最高的,吴教授的研发成果除陆续取得台湾、美国、日本等国家之专利权,也将染料技术移转给福盈科技公司协助其开发可挠式DSC元件。

DSC可广泛用于3C电子产品、艺术窗户,彩色树灯与多功能凉亭…等,兼具休闲与实用性,根据日本新能源及产业技术总合开发机构的估计,以目前模组效率为8.4 %而言,电的生产成本为每千瓦小时25日币,预计2020年模组效率提高为10 %,每度电的生产成本可降低至14日币,若模组效率能高达为15 %(预计2030年可达到),每千瓦小时之产电成本可降至7日币(相当于目前台湾家庭用电价格),DSC与硅基太阳能电池不同之处在于:硅基太阳能电池增加效率的方法是经由元件结构改变及制程改良;而DSC可经由改变电池元件中所用的材料来提高效率,其中染料是DSC元件的核心材料,也是提高DSC效率非常关键的技术,吴春桂教授研究团队除研发出目前效率最高的染料外,其研究团对对于如何开发高效率染料及节省元件的制造成本也有独到的技术,受到全世界瞩目与肯定,因此受国科会委托在中央大学设立一个有机太阳能研究实验室来整合国内研究能量、协助业界解决相关问题,以加速染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell, DSC)的商业化时程。

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