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身段柔軟的太陽能電池

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2015/03/13 ・1518字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 561 ・九年級

文/廖英凱

太陽能電池,作為綠能科技發展中相當倚重的一塊,近年來科學家們也嘗試利用各種不同材質製作太陽能電池來達到光電轉換的發電方式。除了相當常見如設置於屋頂上或人造衛星的矽基太陽能電池,非矽基的部分也有CdTe薄膜電池、CIGS薄膜電池、染料敏化薄膜電池等等。而工研院綠能所江建志專案經理團隊所致力開發的硒化銅銦鎵(Copper Indium Gallium Diselenide,CIGS)太陽能電池,是屬於薄膜太陽能電池的一種,在能量轉換效率的表現極佳,近年來國際上也已做出21.7%的優異成果,媲美常見多晶矽太陽能電池20.4%的轉換效率。又因為擁有薄膜型的特性,因此可以使用軟性可撓式基板,這能讓應用的範疇更不受限,也能結合卷對卷製程而降低製作成本。在生產過程中所需求的能源與材料損耗也遠低於矽基太陽能電池。而在光吸收率的比較部分,矽基太陽能電池約需200-300μm厚度的半導體吸收層,但CIGS的吸收層僅在1~2μm,粗估在量產製造時,半導體材料費用只需每瓦0.03美元。因此CIGS太陽電池也成為目前太陽光電發展中備受矚目的要角。

常見的CIGS太陽能電池剖面圖與結構示意。
常見的CIGS太陽能電池剖面圖與結構示意。

在CIGS太陽能電池的製程部分,分有真空製程與非真空製程。國際上目前研究經驗中,發現真空製程的能量轉換效率可達相當優異的21.7%,目前國內主要是中科院在進行相關的研發。而工研院非真空製程能量轉換效率也可達到14.6%。雖然說非真空製程的能量轉換效率較低,技術難度較高,但該製程的材料利用率可達到95%以上,而真空製程的材料利用率僅有30%。且非真空製程的製作時間較短,儀器設備也較便宜。預估非真空製程設備投資僅需真空製程的30%,發電成本更可降至每瓦0.5~0.65美元,相較矽基太陽能電池或其他薄膜電池,非真空製程CIGS太陽能電池將極具成本競爭力。

在非真空製程CIGS太陽能電池的製程中,工研院綠能所江經理的方式,是利用非常薄且可撓的不銹鋼基板,先在下電極濺鍍上一層Mo(鉬)。再利用自行開發調配的CIG(銅銦鎵)奈米漿料,採用刮刀塗佈與狹縫式塗佈的方式,讓不銹鋼基板上覆蓋一層CIG前驅物。此時再進行約500℃的熱處理,並利用加熱使前驅物形成CIG的金屬合金。再利用工研院所建置的國內首座硒化氫實驗室,在CIG合金中導入特定比例的Se,形成CIGS化合物,這一層也是在太陽能電池中扮演吸收光能轉化為電能的關鍵吸收層。再來則依序以化學浴方式鍍上作為緩衝層的CdS或ZnS、做為透明導電層的ZnO和鋁箔,最終刷上金屬電極與保護層。

非真空製程CIGS太陽能電池製造流程示意圖。
非真空製程CIGS太陽能電池製造流程示意圖。

目前工研院綠能所所製造的CIGS太陽能電池輕薄可撓,搭配卷對卷印刷製程可再降低製程成本與製造時間。而軟性可撓的太陽能電池特色,也被預期用在許多過去硬式矽基太陽能電池無法應用到的地方,例如穿戴式電子產品或縫紉於衣物與背包上,也能更彈性且免去大型安裝工程地用在建築物表面,或是結合遮陽棚、窗簾等達到太陽能電池安裝的最大功效。

軟式可撓的CIGS太陽能電池。
軟式可撓的CIGS太陽能電池。

在近年來的研發歷程中,江經理回憶到CIGS太陽能電池的能量效率,從一開始毫無價值的2%,在第一年的投入研發克服重重關卡提升到9%,陸續發現新製程提升到12%而成為備受矚目的發展重點。並以非真空製程、無鎘、軟性可撓式等特點,先後以12.5%和14.2%的能源轉換效率,在第26、27屆歐洲太陽能國際會議(EUPVSEC)榮獲薄膜太陽電池領域之最佳海報論文獎,在全世界僅7篇、亞洲僅兩篇的獲獎論文中能連續兩年獲獎,更代表著這項技術在國際上舉足輕重的前瞻地位,隨著綠能需求的日益加重,希望在可預期的未來,非真空製程CIGS太陽能電池,能成為我國引領世界太陽能產業的關鍵契機,也能為再生能源的發展提供更多的助力。

更多資訊請參考解密科技寶藏

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創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
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讓愛滋與你和平共存,一起掌握 U=U 共識!

careonline_96
・2021/10/28 ・2457字 ・閱讀時間約 5 分鐘
讓愛滋與你和平共存,一起掌握U=U共識!感染科醫師圖解說明

確診感染愛滋病毒,對三十多歲的陳小姐一開始相當衝擊,但是經過抗病毒藥物的穩定治療後,血液中的病毒量大幅降低,已連續數月都控制於驗不到病毒的狀態。

某日回診時,陳小姐問:「醫師,我還有機會懷孕、生小孩嗎?」

「可以喔!」醫師點點頭,肯定地說:「只要能好好治療,繼續將愛滋病毒量維持檢驗不到狀況,便沒有傳染風險,也可以懷孕、生產!」

許多愛滋感染者在確診後,會變得沮喪、自我懷疑,認為自己不能再與他人建立親密關係並承受外界異樣眼光。

台北市立聯合醫院仁愛院區內科部感染科主治醫師顧文瑋醫師指出,其實感染者若能穩定接受服藥治療,便可有效控制且降低血液中的病毒量,轉變如慢性病一般,同樣可以孕育下一代。

穩定治療、定期追蹤、掌握 U = U,愛滋慢性化,醫病勇敢溝通很重要!

愛滋病是由愛滋病毒(Human Immunodeficiency Virus,簡稱HIV)感染,導致病患身體免疫力降低,出現各種疾病症狀,又稱後天免疫缺乏症候群(AIDS)。

從 1980 年代開始,愛滋病與愛滋感染受到全球關注,過去種種迷思導致感染者遭受歧視困境,現今治療進步,愛滋感染已慢性化!

顧文瑋醫師解釋,愛滋病毒主要透過血液、體液傳染,但是傳染力與病毒含量多寡十分有關!「新冠疫情讓大家對病毒量的概念較為清晰!如同感染者的口水、汗水、尿液、糞便等皆不具傳染力。日常中與感染者一起上課、說話、游泳、共餐、洗衣服,都不會遭到傳染。」

此外,目前抗病毒藥物已可有效降低並控制愛滋病毒量。顧文瑋醫師說,根據研究證實,當愛滋感染者接受穩定服藥治療,讓病毒量低到偵測不到時,便不會把愛滋病毒傳給性伴侶,這就是國際重要共識「U = U」。

掌握國際U = U

何謂 U=U?檢測不到愛滋病毒,便不具傳染力

「U = U」中的第一個 U 是 Undetectable,即「檢測不到病毒」;第二個 U 是 Untransmittable,即「不具傳染力」。

顧文瑋醫師說明,愛滋感染者在穩定接受抗病毒治療後,若持續穩定追蹤血液中病毒量,控制於測不到(低於 200 copies/ml)達六個月以上,其傳播病毒的風險是可忽略的。

「後來陳小姐回診時,穩定交往的男朋友也會陪同,主動了解用藥狀況,以及未來懷孕、生產該注意的事項。」顧文瑋醫師分享,「妥善穩定治療,讓愛滋病毒低到測不到,便沒有傳染風險,是非常重要的觀念!」

台灣愛滋防治成績卓越

感染者與醫師攜手向前,掌握 U=U! 台灣愛滋防治成績更卓越!

防治愛滋在世界各國皆是重要的任務,聯合國愛滋病規劃署(UNAIDS)就曾提出 3 個「90-90-90」的目標,希冀 2030 終結愛滋感染,期待朝向完善、全人的愛滋照護前進。

台灣經過多方努力,已達成「90-92-95」的成績,可謂領先亞洲其他國家;表示 90% 愛滋感染者已知自己的感染狀況;92% 已知感染狀況者已穩定接受服藥治療;95% 穩定治療者能有效控制病毒量,達到 U=U!

「我們希望宣導 U = U 的概念,讓愛滋感染者理解抗病毒治療的重要性,只要穩定接受藥物治療,即可將愛滋感染轉成一慢性病,對於感染者來說,也不會持續承受巨大壓力。」顧文瑋醫師強調,「面對愛滋感染是一輩子的事情,如同一般慢性病控制!感染者若有任何治療或身體健康疑問,都可以主動提出與醫療團隊討論,醫師才能根據生活、工作的需求,適時調整藥物。」

主動積極防治愛,讓愛無礙不困難!

主動積極防治愛,讓愛無礙不困難!

除了感染者自身積極治療外,民眾應更加全面理解、認識愛滋感染,並放下過去的焦慮與歧見。目前也越來越多臨床醫師願意主動了解愛滋治療、U=U 國際共識,並加入以人為本的病患照護。醫師們更在意如何為病患提供適合的治療與幫助,看重疾病治療本身而非存有歧視眼光,不論是民眾、醫護、政府與感染者,我們都希望一同營造更友善、平等的環境!

顧文瑋醫師叮嚀,感染愛滋僅有高風險行為,並沒有特定族群之分!民眾應維持單一固定性伴侶,性行為時務必全程正確使用保險套,可同時預防其他性傳染病感染。疾病管制署目前也有提供免費匿名愛滋篩檢,只要有性行為的民眾,建議至少進行一次篩檢;若有無套性行為者,建議每年至少進行一次篩檢;若為高風險感染者,建議每 3 至 6 個月篩檢一次。一旦感染需及早就醫治療,並檢驗愛滋病毒,切勿共用注射針頭、針筒、稀釋液。懷孕婦女需接受愛滋病毒檢查,若確診,便要儘快接受治療、穩定控制病毒量,讓愛無礙不困難。民眾對愛滋感染與愛滋病有任何疑問,務必諮詢專業醫療人員!


更多愛滋衛教資訊,請參考以下協會:

台灣露德協會

台灣基地協會

愛滋感染者權益促進會

台灣愛之希望協會

台灣紅絲帶基金會

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