太阳光电技术日新月异,各家厂商都希望能在这领域大放异彩,像是美国太阳能公司 NovaSolix 便提出雄心勃勃的目标,希望透过奈米碳管打造转换效率高达 90%、成本又比现在还要低十分之一的新型太阳能板。
提升太阳能转换效率并非易事,由于硅晶物理材料特性,硅晶太阳能理论转换效率最高仅 29.3% 左右,市售太阳能板转换效率也已达 20%~22%,以目前的发展来说,硅晶太阳能的发展相对有限。
因此现在许多厂商不是将硅晶太阳能串联其他光电技术,就是开始研究钙钛矿、有机太阳能等新兴技术,而 NovaSolix 公司也不打算再研发以硅为基底的电池,他们希望可运用奈米碳管与整流天线(rectifying antenna)技术来打造全新的太阳能板,理论转换效率甚至可达到 90%。
其中整流天线是结合整流器与天线设备元件,1960 年代发明以来便常用于无线射频辨识(RFID),除了能用来储存和处理资讯、调制射频讯号,也可以将无线电波与红外光转换成直流电。NovaSolix 打算善加利用整流天线的特性来发电,并结合奈米碳管技术,让设备能突破极限来吸收可见光,进一步提高转换效率。
▲ 蓝色代表当前太阳能模组的光吸收范围,浅绿色则是 NovaSolix 电池原型转换范围,深绿色为该公司未来目标,黄色和灰色区域为代表海和太空光吸收的潜力。
目前 NanoSolix 已经将转换效率提高到 43%,72 片电池封装的太阳能板瓦数最高可达 860Wp,若成功将转换效率提升到 90%,就能将瓦数突破到 1,700Wp。
NanoSolix 认为人们也不用太担心太阳能板售价会随着转换效率提升而水涨船高,NanoSolix 指出,由于新型太阳能板可以吸收更广的电磁波,整体成本大幅下降,且基础材料为铝、铜、玻璃、镍与碳,基本上硬件设备跟平板与电视差不多,也可以购买二手材料并加以研究。
NanoSolix 预估得耗资 410 万美元打造第一条生产线,刚开始先制造转换效率达 43% 的高效太阳能模组,每年产能约 20MW、价格为每瓦 10 美分,假如成功将转换效率提升到 90%,制造成本可再次砍半,每年产能则能翻倍,届时电价有望落在每 KWh 0.3 美分。
不过 NanoSolix 发展也不是一路顺遂,首席执行官 Rich Preston 指出,公司仍处于早期阶段,且随着太阳能装置量上升与成本不断下滑,如今太阳光电电价已相当低,竞争力可谓前所未见,新型太阳能板的吸引力或许多少会受到影响。
未来 NanoSolix 会先将首批产品交给美国国家再生能源实验室(NREL)检验,同时致力于将转换效率突破到 90% 并降低太阳能成本,最终让科幻小说般的剧情成真。
- All I want for Christmas is a 90% efficient solar panel
(本文由 EnergyTrend 授权转载;图片来源:NanoSolix)