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DSSC可印刷式電解質技術 綠能電池新創舉

發佈日期：2019/04/28    消息來源：經濟日報

 
全球積極尋求替代能源下，成功大學化工系李玉郎教授日前發表染料敏化太陽能電池(簡稱DSSC)可印刷式電解質技術，由於DSSC為太陽能電池中，製做成本最低，並可在低溫、簡單的製程製作，且具備可撓性、多彩性與可透光性等多樣特性，應用範圍廣泛，此一技術發表後，也吸引不少業界矚目。

被稱為第三代的奈米薄膜太陽電池的染料敏化太陽能電池DSSC，本身具半透明狀，適用於玻璃帷幕大樓，同時可作為遮陽、絕熱及發電利用的功能，達到建築物節能效益，並可用於建築屋頂、外牆發電用途。

成功大學化工系李玉郎教授。成大技轉育成中心/提供

且DSSC透過一般室內光線，即可充電特性，可作為3C產品電池的輔助商品，適用於可攜式電子產品如電子計算機、手錶、電子字典、手機等用電量較小的產品，市場商機潛力龐大。

染料敏化太陽電池DSSC是由基板(玻璃或薄膜基板)、透明導電膜、半導體膜(光電極TiO2)、染料、電荷輸送材(電解質、溶劑)，和由基板上鍍有透明導電膜、鉑觸媒等相對電極等所構成。

成功大學化學工程學系李玉郎教授表示，染料敏化太陽能電池發展一大問題，主要在於所使用的液態電解液，由於液態溶劑的揮發，會造成電池效率下降，壽命不佳，為解決此一問題方法，是以膠態或固態電解質，來取代液態電解質，降低溶劑的揮發及洩漏的現象。

而其中的電解質，扮演著相當關鍵角色，更決定染料敏化太陽能電池高性能或長效性的問題，甚至成為量產化的重要關鍵之一。李玉郎教授說，膠/固態電解質的電荷傳導性一般都小於液態電解液，且其高黏度性質，不利於膠/固態電解質在多孔性的TiO2光電極中滲透及灌注，而一般膠態電解液的灌注，必須在高溫下(~100℃)下進行，且電池光電轉化效率，也比相對應的液態電池低，製作程序亦相對較繁瑣。

有鑒於此，李玉郎教授研發團隊開發可印刷式的電解質時發現，在電池的組裝時，利用印刷壓力強迫電解質漿料，滲入電極中，此一方法不只可解決膠態電解質的滲入問題，大幅提升電池效率10%以上，更勝於傳統液態電解質效率，也是目前全球最高效率。

且在膠化劑PAN-VA及TiO2 filler的作用下，膠態電池的效率比液態電池高，亦可提升DSSC的穩定性及光電轉化效率，且由於是印刷式的程序，更可以發展成為捲軸式的電池生產程序，對於DSSC的量產，預期將有很大的影響，也讓不少電池大廠紛紛尋求合作機會。