有別於須使用高溫及真空製程之矽晶太陽電池,有機太陽能電池可在空氣環境下以溶液方式塗佈印刷製備,因具有輕薄、可撓曲、可透光與在弱光環境下效率大幅提升等獨特優勢,使其兼具戶外(如農業溫室、隔熱窗及建築整合等)及室內(物聯網感測器、智慧卡與智慧醫療電子產品等)應用之獨特利基。核研所已建立國內唯一之軟性有機太陽能電池模組大面積卷對卷量產製程技術服務平台,且正與廠商合作開發室內及戶外等各種應用產品及其場域測試,並尋求國內企業建立先導型量產線技術,希冀建立國產化有機太陽電池產業鏈。
核研所發展空氣環境下捲軸式連續塗佈軟性高分子太陽電池,以狹縫塗佈技術結合捲軸式軟性連續塗佈製程,成功開發快速且通用性製程技術,可將多種材料塗佈於軟性基板上。其所製備之大面積(面積100cm2)軟性有機太陽電池模組具有高光電轉換效率。在室內應用方面,於500 lux 之TL84光源環境下,模組發電功率超過27µW/cm2,相當於轉換效率16%以上;其預測壽命超過四年,已相當貼近未來商業化應用之規格。該模組可與超級電容機電整合成為自主性電源,並應用至低功耗電子產品,如 IoT 感測設備等。在戶外應用方面,核研所開發之可透光大面積軟性太陽能電池模組效率可達5.6%,透光度超過20%,可完全貼合於透明塑膠材質之農業溫室 ,達成農電共生之願景。另外,亦可應用於建築整合及隔熱窗,兼具發電及隔熱膜功能,達到節能減碳的目的。
具備軟性且可透光的特性為有機太陽能電池模組最大賣點,然其因製程困難導致目前學術界較少研究。然而核研所在相關製程開發上已有所突破,目前大面積軟性可透光有機太陽能電池模組其轉換效率分別可達5.6%與3.6%,其對應之可見光穿透度約為20%與30%,其成果已與目前已發表之文獻相當。
軟性有機太陽電池模組商業化的條件,除了效率外,穩定度為最關鍵之因素。而改善穩定度的關鍵則在於封裝技術。核研所開發之應用於軟性大面積有機太陽電池模組封裝技術,強化了軟性模組抵抗外界環境中水氣及氧氣的侵入,進而改進濕熱加速測試之行為,在65°C / RH65%的T80壽命加速測試可以超過1000小時。
核研所是國內唯一具卷對卷軟性有機太陽電池模組量產製技術、專利、實驗室級量產設備機台與模組面積放大(upscale)經驗之機關。展望未來,核研所將扮演國內有機太陽電池中游地位之關鍵角色,整合上游學術界/材料商與下游產業廠商成一條龍發展,以建立本土化核心關鍵技術專利與具國際市場競爭優勢,使我國軟性有機太陽電池產業在未來的國際市場搶得先機與競爭優勢。
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技術成熟度:試量產
展示目的:可交易技術、商機推廣、研發成果展示
流通方式:技術授權/合作、自行洽談
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