奈米碳管助力太陽能技術，理論轉換效率有望達 90%
2018-11-30
太陽光電技術日新月異，各家廠商都希望能在這領域大放異彩，像是美國太陽能公司 NovaSolix 便提出雄心勃勃的目標，希望透過奈米碳管打造轉換效率高達 90%、成本又比現在還要低十分之一的新型太陽能板。
提升太陽能轉換效率並非易事，由於矽晶物理材料特性，矽晶太陽能理論轉換效率最高僅 29.3% 左右，市售太陽能板轉換效率也已達 20%~22%，以目前的發展來說，矽晶太陽能的發展相對有限。
因此現在許多廠商不是將矽晶太陽能串聯其他光電技術，就是開始研究鈣鈦礦、有機太陽能等新興技術，而 NovaSolix 公司也不打算再研發以矽為基底的電池，他們希望可運用奈米碳管與整流天線（rectifying antenna）技術來打造全新的太陽能板，理論轉換效率甚至可達到 90%。
其中整流天線是結合整流器與天線設備元件，1960 年代發明以來便常用於無線射頻辨識（RFID），除了能用來儲存和處理資訊、調製射頻訊號，也可以將無線電波與紅外光轉換成直流電。NovaSolix 打算善加利用整流天線的特性來發電，並結合奈米碳管技術，讓設備能突破極限來吸收可見光，進一步提高轉換效率。
▲ 藍色代表當前太陽能模組的光吸收範圍，淺綠色則是 NovaSolix 電池原型轉換範圍，深綠色為該公司未來目標，黃色和灰色區域為代表海和太空光吸收的潛力。
目前 NanoSolix 已經將轉換效率提高到 43%，72 片電池封裝的太陽能板瓦數最高可達 860Wp，若成功將轉換效率提升到 90%，就能將瓦數突破到 1,700Wp。
NanoSolix 認為人們也不用太擔心太陽能板售價會隨著轉換效率提升而水漲船高，NanoSolix 指出，由於新型太陽能板可以吸收更廣的電磁波，整體成本大幅下降，且基礎材料為鋁、銅、玻璃、鎳與碳，基本上硬體設備跟平板與電視差不多，也可以購買二手材料並加以研究。
NanoSolix 預估得耗資 410 萬美元打造第一條生產線，剛開始先製造轉換效率達 43% 的高效太陽能模組，每年產能約 20MW、價格為每瓦 10 美分，假如成功將轉換效率提升到 90%，製造成本可再次砍半，每年產能則能翻倍，屆時電價有望落在每 KWh 0.3 美分。
不過 NanoSolix 發展也不是一路順遂，執行長 Rich Preston 指出，公司仍處於早期階段，且隨著太陽能裝置量上升與成本不斷下滑，如今太陽光電電價已相當低，競爭力可謂前所未見，新型太陽能板的吸引力或許多少會受到影響。
未來 NanoSolix 會先將首批產品交給美國國家再生能源實驗室（NREL）檢驗，同時致力於將轉換效率突破到 90% 並降低太陽能成本，最終讓科幻小說般的劇情成真。
（本文由 EnergyTrend 授權轉載；圖片來源：NanoSolix）
◎資料來源：科技新報
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