高效、輕量摺疊式太陽能窗簾

確保人人都能享有可負擔、穩定、永續且現代的能源 光電工程學系     2019/11/15
因應全球暖化與極端氣候變化的危機,普及綠色能源的使用已是刻不容緩的課題,由於市場上的產品以單多晶矽太陽能電池為主流,發電效率達 20% ~ 25%,且每瓦發電 成本低於 1 美元,然而受限於太陽能戶外發電需要高可靠度的模組封裝,提高發電成本,而且屋頂型與戶外的矽太陽能電池發電還同時受限於法規、土地面積以及建築空間的限制,難以無止盡的增長。為了實現普及太陽能產品的應用,且使模組輕量化 然後方便攜帶,因此交通大學光電工程學系余沛慈老師所領導的綠能光電實驗室提出多種輕量封裝材組合,製成高效、可摺疊的矽太陽能電池模組,與居家常用的窗簾結合,實現戶戶發電,綠能垂手可得的願景。由於室內環境相較於戶外來得穩定,而且太陽光發電效率較差的紫外光波段幾乎被窗戶的玻璃吸收,因此在太陽能模組材料選擇方面,使用矽膠、PET、TPU等膜材,其成本低廉、輕薄、可撓、透光等的特性符合輕量、摺疊式太陽能模組的設計需求,而且可排除遭受紫外光照射而材料劣化的考慮因素,此外,室內的太陽光多以斜射方式進入,因此太陽能窗簾要具有大入射角的抗反射特性,才能實現高效發電的目標,因此正面透光的模組封裝材料還可使用具有表面奈米微結構的矽膠取代PET,而在背板部分,搭配專用的黏合膜,我們已可結合不同的窗簾布料或塑料,使產品在美觀上能夠呈現出多樣性。由於此作品的設計可以體現太陽能電池模組的輕量性、可撓性、及輕易彎曲摺疊、附著曲面的特性,且發電效率與主流矽太陽能電池相近,故除了可以實施於本作品外,亦可以擴增至戶外露營、行軍、裝置藝術、公共設施等等領域,使得輕量化太陽能電池模組可以方便攜帶,並普及各種應用。此作品獲2019太陽光電創新應用產品設計競賽-最佳特別獎。