京都大學開發太陽能板製造成本減半之技術,且易於回收再利用

 

刊登日期:2023/5/22
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京都大學開發了一項可望將太陽能板製造成本降低一半之基礎技術。一般製造過程中需要處於真空或高溫狀態,但新技術不需要大型設備,且可在室溫下進行,並具有廢棄處理後易於回收再利用的優點。新技術首先是將矽晶片在約20℃的大氣壓環境條件下浸入氫氟酸或水中,透過與大氣中的氧氣發生反應,形成覆蓋表面的氧化膜。透過調整浸漬時間使氧化膜的厚度達到1 nm左右,並確認可以抑制電阻並提高發電效率。

研究團隊在表面處理過的1×1 cm2矽晶片上塗佈了厚度300 nm的導電高分子材料PEDOT-PSS(用於顯示器的聚合物),並利用含有銀粒子的有機溶劑重複塗佈以製作電極。由於不再需要大型加工設備,預期製造成本將可減半,亦可省去一般矽類太陽能板所需之添加劑。雖然太陽能轉換為電能的效率為10.1%,低於矽類的15~20%,但能以低成本製造為其最大優勢。

此外,一般太陽能板在經過大約20年的耐用年數之後不易回收再利用,而京都大學的新技術只須使用溶解有機溶劑的溶劑即可從矽晶片去除電極,藉此將可望促進回收再利用。由於塗佈於矽晶片上的聚合物會在空氣中氧化並降低其性能,因此須如同今後可望普及化的鈣鈦礦型太陽電池般利用玻璃或樹脂外殼予以保護。今後將透過產學合作以達到早期實用化之目標。


資料來源: https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUF250XI0V20C23A3000000/
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