QZ》報導,據印度理工學院 (Indian Institute of Technology) 研究顯示,南亞地區獨有的一種名為 Jamun 果實,發現有降低太陽能電池成本之效用,印度理工學院研究人員透過採集 Jamun 果實內的色素做實驗,發現這種可食用色素,能夠降低太陽能電池的生產成本 40%

 這項研究成果已經在「光電期刊」(Journal of Photovoltaics)發表。

 Jamun印度黑莓」是一種生長在南亞和東南亞的閻浮樹(Syzygium cumini)長出的漿果,樹高約30公尺,可存活百年,漿果富有營養且具療效,又遍布印度,價格便宜。

 現今使用的太陽能電池,大多採用單晶矽 (a-Silicon) 和多晶矽 (Poly-Silicon) 製程,而其中多晶矽的光電轉換率又比單晶矽更高,但是相對的,多晶矽太陽能電池的製造成本,也就更加昂貴。

據研究發現,「印度黑莓」(Jamun)的色素可吸收陽光,這將可大幅降低太陽能電池...

IIT魯爾基分校助理教授薩塔帕提(Soumitra Satapathi)告訴「Quartz India」網站,研究團隊原本在研究為什麼「印度黑莓」的顏色是黑的,因此用乙醇把色素提取出來,卻無意中發現色素中的花色素(草甘)(anthocyanin)是吸收陽光很棒的材料。

於是,薩塔帕提和另外兩位研究人員開始研究把「印度黑莓」中的色素提煉以製造「染料敏化太陽能電池」(Dye-Sensitized Solar CellDSSC)。研究團隊認為,使用上述天然色素的染料,將可有效降低太陽能電池製造成本達40%

 Soumitra Satapathi 教授與他的團隊,正在研究利用花色苷色素,製造染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized solar cell),染料敏化太陽能電池是日本科學家 Tsubomura1970 年所發表,有別於傳統無材料固態介面設計,染料敏化太陽能電池是結合奈米結構電極與染料的光電技術,但由於染料敏化太陽能電池的光電轉換效率較差,故該技術至今已逐漸沒落。

染料敏化太陽能電池的能量轉換圖解 圖片來源:Gamry.com

染料敏化太陽能電池的能量轉換圖解 圖片來源:Gamry.com

簡而概之,太陽能的光電轉換技術,基本上是透過太陽能面板上富饒的矽晶圓或是色素染料,大量的吸取太陽光,當太陽光照到太陽能面板時,光子會被吸收,電子獲得了光子後產生電,是故太陽能電池產生的電量多寡,取決於面板吸收光子的能力。

由於目前矽晶圓太陽能面板造價,仍然是普遍高昂,但據 Soumitra Satapathi 教授估計,透過花色苷植物色素所製造而成的太陽能面板,估計能夠降低太陽能面板製造成本達 40%

QZ》指出,雖然 Soumitra Satapathi 教授研究的染料敏化太陽能電池,估能大幅降低太陽能面板的生產成本,但是由於使用花色苷植物色素作為染料之太陽能技術,依然不夠成熟,使用花色苷製成的太陽能電池,光電轉換率僅約0.5%,與現行主流的矽晶圓太陽能面板轉換率15%相比,可謂是相去甚遠。

雖然利用花色苷作為染料的太陽能面板,製造成本能夠大幅降低,但Soumitra Satapathi 教授仍必須要突破該款太陽能電池的光電轉換效率瓶頸,才能夠刺激市場大量生產,而估計在突破光電轉換效率瓶頸的技術上,Soumitra Satapathi 教授與他的團隊仍有一段很長的路要走。

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