新世代太阳能电池效能谁把关?中央大学实验室尖端设备支援

新世代太阳能电池效能谁把关?中央大学实验室尖端设备支援

有异于转换效率不高的主流硅晶太阳能电池,新世代电池正如火如荼的发展中,但要打出新市场前,电池性能的验证把关相当重要。中央大学太阳能电池效率验证实验室历经多年準备,逐步引进国际级设备、验证程序、通过大规模量测比对,成为国内第一间取得 ISO/IEC 17025 认证的太阳能电池校正实验室。

新世代光驱动电池如:染料敏化(DSC)太阳能电池、有机薄膜(OPV)太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、量子点太阳电池(QDSC)等,比起目前市场主流的硅晶太阳能电池,製程方式简单、元件材料使用量少,于室内弱光/灯光环境下也能保有高效率,发电功率比硅晶太阳能板高 20~50% 以上。

新世代电池近年来屡传突破性发展,然而研究曝光后,也要有技术可以準确测量电池元件的最大输出功率、光电转换效率等参数,才能证实新型电池的材料与製程是否成功且可以推入市场,而且正确电池性能参数会是电子产品搭载时重要的参考依据。

中央大学的太阳能电池效率验证实验室(Photovoltaic Efficiency Verification Laboratory,PVEVL)于 2013 年引进世界级太阳能电池的校正评价设备、标準测试条件下的校正程序,2015 年完成国内首次大规模光伏电池性能验证,2017 年针对室内弱光照明条件,建立新世代光驱动电池性能量测光源系统与技术,一路成为国内第一间取得 ISO/IEC 17025 认证的太阳能电池校正实验室。

下图中,可以看到实验室内一些测试设备,比如显微镜、太阳光模拟器、光谱量测仪等,显微镜可以鉴别电池的实际吸光面积;太阳光模拟器会模拟室外光源照射电池,新世代太阳能电池研究中心教授陈家原说,这部仪器主要测试太阳能电池的四大指标参数:效率、电压、电流、功率(power),假如一家厂商声称他们的太阳能电池功率有 5W,但是否真的如其所说?就交给中央大学实验室验证。

光谱量测仪则可以显示光谱形状,测试太阳能电池的入射光能量消耗程度,这是确认电池转换效率的关键。

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显微镜。

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光谱量测仪。

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太阳光模拟器。

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分光辐射计。

目前,该实验室已协助我国 30 多间学术研究与产业单位,鉴定逾百个新世代光驱动电池的性能,未来期望可以提供新世代光驱动电池的性能鉴定量测服务,藉此协助将我国最顶尖的光伏技术研究成果发表于国际权威报导「太阳能电池效率表(Solar Cell Efficiency Tables)」、「美国国家再生能源实验室效率验证表(NREL Efficiency Chart)」上。