新创团队开发新聚光型太阳能电池板,发电效率可达 36.4%

作者／Pa Chuang、Valerie Hung

说到太阳能的推广与普及，就不能不谈太阳能电池(Solar Cell)的能源转换效率，这影响了使用太阳能发电系统的投资报酬率。

一般住宅或工厂屋顶所见的太阳能硅电池，转换效率通常只有17-20％，而如航太机构所使用的太阳能板，转换率虽然高达45％，但价格也会高到让一般大众却步。多年来许多科学家一直努力想办法提升太阳能电池的转换效率，如仿效玫瑰花花瓣的结构或同时吸收阳光中的光与热。

而由洛桑瑞士联邦理工学院(EPFL)三位毕业生组成的再生能源新创团队Insolight提出的解决方案则是：用更合理的成本将阳光集中到小范围的太阳能电池板。该团队宣称其开发的新聚光型太阳能发电技术有效提升转换率，已被德国Fraunhofer独立实验室证实转换率高达36.4%。

Insolight技术长葛利奇(Florian Gerlich)解释，虽然近年太阳能板的价格大幅下滑，但发电的成本还不能算是有竞争力。以美国2015年的家用太阳能系统为例，太阳能板只占整体安装成本不到20％，就算继续降低，仍然无法抵销太阳能整体系统的费用。而目前，太阳能开发商大部分的利润来自于补贴，只是补贴金额一直在下降。

而Insolight团队的设计概念就如同洗澡时，将莲蓬头的水引导并集中至一两个排水孔，不需要把排水管扩大到整个地板。同理，若要收集我们亲爱的阳光，何不想办法让所有太阳光持续集中在一块小块电池上？这样可以节省材料成本，更高效且经济实惠。

降低聚集太阳光的成本

虽然传统的太阳能聚光器(solar concentrator)已经能做到这件事，但缺点就是需要不断地对准太阳。常见方式是将集中器朝向阳光的入射角度倾斜。但如果要让如此复杂且体积庞大的太阳能板精确地移动，不论是成本费用或可靠性问题(风力负载程度)都非常令人头痛。

因此，Insolight团队发展出一套获得专利认证的技术：微型追踪系统(microtracking)。这种创新的技术让集中器维持在固定的位置，就能追踪来自所有方位的阳光，且安装方式和传统的太阳能板一样简易。

Insolight研发出一种薄而透明的塑胶制光学层，它能将阳光引导到几小块效率极高的太阳能电池上(用于航太领域，但成本很高)。每天只需挪动几公厘，就能全程利用太阳光能来发电，而不用考虑太阳移动时的入射角度变化。这块以射出成型方式制造的透明板子由许多透明半圆小透镜组成，这些小套件组成放大镜网络，再套上金属框架，用来对准基板上一块块只有数平方公厘大小的高效太阳能电池。

其实，世界各地有好几个实验室都在开发类似的系统，不过Insolight团队CTO马修·艾克曼(Mathieu Ackermann)认为自家产品最大的差异在于：“一开始就把所有组件设计成可轻易大规模生产。”因为它与传统太阳能电池板的安装方式无异，只要以标准方式安装即可。Insolight指出这种新型的太阳能电池目前已进入产品测试的阶段，期待不久的未来就能进入市场量产阶段。

影片来源：EPFL

合作媒体: PanX Asia泛科技

参考资料：

• Insolight — Vision
• Insolight Breaks Solar Cell Efficiency Record — Hits 36.4% Efficiency
• Startup makes residential solar panels twice as efficient