當國內外業者紛紛投入太陽能發電技術之際,到底哪種發電最具效率?哪種技術最具經濟實惠,可以為大眾普及應用?
工研院機械所原本開發液晶面板光學膜片的微奈米光學膜片研發團隊,做出了一些新成績。
一切變化可從三年前部經理林暉雄加入後談起。 從國科會科儀中心轉職到工研院的林暉雄,第一天就跟這群研發伙伴開會,討論研發團隊的去向?最後決定以太陽光電做為研發應用的新方向。
當時林暉雄拿出自己的手機試驗,將手掌放在螢幕上面,顯示光無法朝上面射出,反而會向兩側邊的LED光源射回去。這說明了光具有可逆性,也就是說,如果可以將光導到某特定方向再利用,而不讓光就此白白通過或浪費,就可以成為另一種運用光的方式。
就這麼一個簡單的想法,十餘位研發團隊想出運用原本就成熟的光學膜技術,把這層薄薄的膜貼在玻璃上,或用奈米技術鍍在玻璃上,達到集光效果,就能發太陽能光了。
發電時長,降太陽能板成本
這種與玻璃結合的太陽能電池,現今已有業者投入,做法是將薄膜太陽能板(BIPV)嵌進玻璃內。可解決太陽能板只能放在屋頂上的問題。而且與玻璃一體成型後,對建築景觀的影響也小許多。但缺點成本貴,且不透光。
林暉雄強調,如果以一個一公尺平方大的玻璃窗戶來計算,經過微奈米結構處理後的工研院新開發出的太陽能玻璃窗,透光度可達九成,且不會有色偏的現象。如果在中午時的太陽照射,發電效率可提升為立面型太陽能電池的十倍。
這十倍含有兩種含意。以一個窗戶來看,一般薄膜太陽能板要布滿整塊玻璃,始能達到最佳發電效率。但工研院開發的太陽能窗,外表與一般玻璃窗無異,透明度高,只是在窗框內加入太陽能電池,隱形美化為一般的窗框,如此陽光射在玻璃上,即可將陽光導到下方的太陽能電池上發電,大大節省太陽能板的成本。
另一意義是,在白天,薄膜太陽能板大半是固定方向,一天只能吸收兩、三小時的太陽能光發電。但太陽能窗發電時間可達七小時,太陽光直射或正中午在頭頂上,都還可以發電,因此效率大大提升了。
量產的型式也很簡單,就是以抗UV的材質,將之微結構化,形成一光學膜片,貼在現有的玻璃上使用即可。
如此做法可省下50%的成本,同時又可發電且能抗UV,降低室內溫度,也省下空調的耗電量。
另一優勢是價格及量產可能性。林暉雄指出,由於相關技術已應用在液晶面板上,並已技術移轉給國內多家廠商,因此價格可到平民化,商品也可達到大規模量產的最佳化目標。
以現有價格來看,太陽能窗平均發一瓦的電力只需要不到1美元,為矽晶太陽能板的1∕5到1∕4價格,更是薄膜太陽能的1∕12價格而已。
預計量產之後,還會再下降,更貼近石化能源發電的成本。
太陽能窗在工研院受到高層主管的青睞,還特別隱藏了一陣子,待相關專利布局完成後始讓它露面。沒想到一露面就獲得國內外的矚目,已有國內外業者積極詢問授權事宜。
包括國內太陽能業者、面板大廠、玻璃業者及鋁門窗及建築業者皆對此技術感到興趣。林暉雄透露,預計明年上半年就可技轉,隨即就可推出商品。
常有人打趣地說,「暉雄(灰熊)比較厲害」,帶領的團隊,果然在太陽能發光上展現厲害的一面。