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電力是相當重要的基礎建設,雖然目前火力與核能發電具低成本與技術發展優勢,但在環境污染與節能減碳…等議題驅動下,研發替代能源成為相當重要的產業,考慮技術、未來發展、成本結構與使用環境…等因素,生質能、風能和太陽能最具未來能源接班氣勢。% e- t3 O4 C6 x' h, v& S
& Z q; f7 {% ]$ u& L前述各項替代能源發展各有其技術弱點,以太陽能為例,其轉換效率、蓄電效能、材料成本…等,都經常被放大檢視,研究阻礙太陽能發展因素,其中轉換效率又被認為是相當大的阻礙。目前1塊矽太陽能電池,約只能吸收投射到其表面的67%日光,也就是約有33%(即高達1/3)的日光被反射或是無法轉換,以經濟效益與發電效率角度觀察,這樣的轉換效率太過浪費。; v6 s# B; f ~
! ~( k0 o* S5 w$ I$ Z/ I" e轉換效率是重要的改良目標,壬色列理工學院(Rensselaer Polytechnic Institute;RPI) 1個研究小組開發出1種新塗料,可提升太陽能板接收的日光效率。目前太陽能板都只能在一定角度接收/吸收日光,超過某種角度即會反射,而且就算吸收了日光,也只有一部份頻譜可以進行轉換,過去增加轉換效率的方法,大多為使太陽能板能隨日光角度移動,但這又增加更多發電成本。
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RPI研究的塗料,在太陽能板實驗後發現能使太陽無論在何種角度,都能讓太陽能板吸收日光,比例達96.21%。RPI研發的塗料是以傳統太陽能板使用的塗料為基礎,但是將通常只能吸收某特定波長的塗料堆疊成7層,每1層塗料都會加強下方塗料的抗反射能力,並且能讓部分被反射的日光再度轉折,為下方的塗料吸收。$ m/ B, N, j& @8 T2 Q
. R0 O5 ]* [ l6 D( l此種塗料以氧化矽(silicon oxide)與二氧化鈦(Titanium dioxide)的奈米棒(nanorods)製成,每層高度50-100奈米。這些奈米棒透過化學蒸鍍法附著到矽基質上,根據研究者表示,這種塗料已能在大部分太陽能板上附著,包括III-V化合物半導體採複層(multi-junction)、碲化鎘(Cadmium Telluride)…等。; ^ s( `& G) i- Y5 e4 T! L
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