Wednesday, May 15, 2024  

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有機聚合物太陽能電池 靈活輕巧且透明


（綜合報導）聚合物太陽能電池（PSCs）的轉換效率雖然可能永遠無法和主流市場上的矽晶、無機太陽能電池相提並論，但一份新發表的論文強調，這類有機電池可在遠距離供電方面大放異彩。

有機聚合物太陽能電池顧名思義，是利用有機聚合物吸收光線並將其轉化為電力，因可大量製備、價格相對低廉、材料無毒、成品柔軟可彎曲等特性，使其雖然耐用性和轉換效率無法與無機太陽能電池匹配，但仍在光伏應用方面很有前途。
過去 20 年裡，有機聚合物太陽能電池相關研究發展迅速，專利數量不斷增加，但事實上這種新興技術不可能大片取代傳統的無機、矽晶太陽能電池，那它們究竟能在哪兒發揮用武之地？最近俄亥俄州立大學 （Ohio State University）電機工程學家 Paul Berger、研究助理 Minjae Kim 在《Renewable and Sustainable Energy》期刊上發表論文，探討有機聚合物太陽能目前的最新進展與挑戰。
研究人員認為，PSCs 和無機太陽能電池應該互補，比如前者能繞過高壓輸電線（transmission line）為設備提供電力，簡單地替雜貨店燈飾或食品包裝上的感測器供電。由於有機太陽能電池本身多是塑料（聚合物），靈活、薄巧且透明，很適合結合在背包、外套夾克甚至是咖啡奶精或窗戶表面上，是一個顛覆性的新商業模式。
至於有機電池現在面臨的挑戰，第一無外乎使用壽命有限。由於聚合物和電池活性金屬陰極暴露在水與氧氣環境時會氧化，導致性能衰退，必須加以封裝保護，但想封裝柔軟的電池比硬性電池更具挑戰性。
而目前聚合物太陽能電池在實驗室中的轉換效率只有 13%，遠低於商用太陽能電池的 20%（後者目前最高記錄效率達 26.6%），但研究人員指出，隨著串聯型太陽能電池的發展，有機太陽能電池也有機會在未來透過分工合作獲取更高轉換效率。
美國與歐洲一些公司都在努力將可行聚合物太陽能電池推向市場，如果成功，PSCs 就可以在市場上打下自己一片天地，專為各種遠程設備供電。

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