研究：太陽光電發電效率可達35-40%
- 建檔日期：106-03-21
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挪威奧斯陸大學(University of Oslo, UiO)、能源技術研究所(Institute for Energy Technology, IFE)、羅馬尼亞布加勒斯特理工大學(University Polytehnica)與Wattrom太陽光電公司共同合作開發環境友善的太陽光電，透過結合兩種不同類型的太陽光電技術，改善發電效率，使能源捕捉效率達目前2倍。
前述研究係由UiO與材料科學與納米技術中心(SMN) Bengt Svensson教授主導，其使用納米技術、原子與分子組合成具特殊性能的新材料，並利用奈米技術開發新太陽光電，以提高對光譜的利用。目前99%太陽光電係由矽(slicon)製成，轉換效率約僅20%，由於矽主要捕捉光譜中的紅光，光譜內多數光源未被運用，轉換效率理論上限值為30%，目前最佳紀錄僅25%，且需要有毒的稀有材料。
本研究開發太陽光電技術則由2個能量捕獲層組成，第一層利用矽捕獲光譜中的紅光，現行工法轉換效率已相當高；另於矽頂部添加氧化銅層以捕捉藍光，此氧化銅層捕獲效率約3%，最佳紀錄可達為9%，本計畫期改善此層轉換效率至20%。結合矽與氧化銅兩層的太陽光電技術轉換效率預期可達35%-40%。
太陽光電設備係由半導體材料製成，半導體具特殊的電性質(electrical properties)，其電性質由能隙(band gap)決定，能隙將指示產生導電電子所需能量。無能隙寬度的材料可導電，而具有大能隙的材料則不導電，半導體為具有中等能隙的材料，僅部分導電，為利用納米技術設計具有特定能隙材料。當光子，亦即來自太陽的輕微顆粒撞擊太陽光電設備時，能量透過能隙推動電子進入導電帶，其中電子可以為能源被收集，此技術挑戰在於開發具有足夠精確能隙的氧化物，使得電子在回到電子洞之前被捕獲。另一技術挑戰在於矽與氧化銅層間的邊界，當兩層各別捕捉光譜時都可正常運作，然而二者結合時，將產生負面化學變化而改變能隙，導致難以捕獲電子，目前正研究透過建立緩衝層改善此問題。
