奈米粒子发威，窗户也可以发电

2010-02-21 15:26 作者:魏茂国

利用两片玻璃中间加装的奈米材质扩散基板，可将20％至50％的太阳光转换成直流电，供照明及3C产品使用。

经由高透光太阳能窗发电模组的扩散与导光，可将20％至50％的太阳光传导至窗框的太阳能电池上，提供直流发电，做为电子产品的供电系统。(摄影／许育恺)

在未来洁净能源的开发上，太阳光电是不可或缺的重要角色，对于减碳环保也有很大的帮助；不过，目前装设太阳能板的价格仍不算低，同时受到住宅与环境的条件影响，并非所有地点都适合架设太阳能板进行发电。因此，如果能够有更简易的方式来收集太阳光，在日常生活提供电力的来源，将能更有效推广太阳光电的普及。

现今LED的应用愈来愈广泛，工研院南分院奈米粉体与薄膜科技中心也曾推出自行研发的奈米材料技术，将奈米碳球涂料添加在LED灯座的铝制散热鳍片中，以增加散热的效果。而在一般居家环境或办公场所中，通常都可发现太阳光是从窗户照射进来，于是在“高透光太阳能窗发电模组”(太阳电池奈米结构薄膜材料)技术上，也是利用奈米材料，以使用环境为主体，将窗户设计成为能进行太阳能发电的机制。

“高透光太阳能窗发电模组”在窗面的结构上，主要是以两片玻璃间夹隔奈米材质的扩散基板，经过胶合固定后，当太阳光照射穿越时，透过中间的扩散基板导光，即会将光线向四周侧面的窗框进行反射；另一方面，在四面窗框内则设置有太阳能晶片模组，因此当太阳光线经反射进入时，就能进行发电。

工研院南分院奈米粉体与薄膜科技中心光能转换材料研发部黄赣麟表示，扩散基板是使用TiO2与SnO2复合奈米粒子，添加在塑胶PC基板中射出或压出，除了可大面积生产外，由于玻璃与塑胶的折射率不同，可增加全反射的机率，使太阳光线更往四边窗框进行反射，也就能提高太阳能晶片吸收阳光的机率与发电的效率。

一般在PMMA或PC中加入粒子的扩散板，光径只能传导约10cm就会扩散殆尽，窗中央的阳光无法传到边框上；“我们的专利特色，是利用导光与光扩散的复合层结构，使阳光能集中传导到边框上的太阳电池，”黄赣麟指出，窗上大面积的光能被传导聚到小面积的框上，因此框上太阳电池受的光照量，约有10至20倍的日照强度，“这样才能达到维持窗的透光视野，与高发电效能的产出。”另外，也将奈米碳球涂料涂布在太阳窗框上，帮助太阳电池散热，以进一步提升发电性能。

目前经由“高透光太阳能窗发电模组”的扩散与导光，可将20％至50％的太阳光传导至窗框的太阳能电池上，提供直流发电，做为手机、笔记型电脑、LCD等直流电子产品的供电系统，并可避免直流电转交流电的电能损失。此外，发电效率也依雾度的不同而有差别，雾度愈高代表透光率愈低，发电的效率也会更好，但相对地在视觉上的阻隔就愈大；因此可视实际使用的场所及需求，来选择适当的雾度。

在未来电器产品耗电量逐渐降低的趋势下，例如LED的使用，以及像都会区般大楼林立的状况，就很适合“高透光太阳能窗发电模组”的发展应用；只需在原有的建筑结构上，就可直接生产电力能源，并且还能提高自行供电的能力、减少电费支出，达到节能减碳的目的。