色彩繽紛的太陽能板是未來趨勢
科技日新月異，太陽能板也不例外。但是除了輸出功率的增加以外，太陽能板在其他的技術方面有什麼樣的進步呢？眾所周知，太陽能板因為太陽能矽晶電池的緣故，整個面板多數呈現黑色或是深藍色，這些太陽能板的顏色其實設置在一些不同的建築物屋頂上，會顯得有那麼一點突兀。這可能也是建築設計師在思考融入建造零耗能建築時，如何將太陽能板融入建築物屋頂又不希望破壞整體建築美感的重要課題。
斯洛維尼亞有一家太陽能電池組件製造商Bisol已經開發出石膏白色、赤土橘紅色、森林綠和深紅色的太陽能板，這些不同色彩的太陽能板能配合建築物的屋頂色彩來使用，白色太陽能板可以應用在類似希臘小島的白色建築，赤土橘紅色的太陽能板可應用在傳統荷蘭建築或是磚瓦建築，在利用陽光製造能量的同時，也不會犧牲建築物的外觀。這些色彩來源是單晶光電模組上的彩色玻璃，厚度3.2 mm且具有防反射塗層和高透明度，輸出功率有三種分別為190 W、200 W和290 W。白色光電板的效率較不帶彩色玻璃的光電板效率較低，約11.4%。
▲橘紅色與白色的太陽能板在屋頂上的外觀
圖片來源：Bisol
2020年的戴森設計大獎中的可持續發展獎頒給一位菲律賓的Mapua大學的大學生Carvey Ehren Maigue，因為他利用廢棄的蔬果，蔬果汁液中含有發光粒子，混合懸浮在可塑的半透明樹脂基板中，製作成彩色的可以將紫外光轉換成電力的光電板。這種光電板原理是當隨處都有的紫外光射入樹脂基板，基板內的發光粒子將紫外線轉成可見光，可見光被窗戶周圍隱藏的PV電池捕獲產生直流電，藉由逆變器轉換為交流電後可以直接利用。
有趣的是，這種因為各種蔬果汁液形成不同色彩的半透明光電板，並不侷限於只能裝設在屋頂，它可以依靠紫外線在雲層中的散射以及沿著牆壁、人行道和其他建築物反射的紫外線來發電，因此可以做為窗戶，增加光電板的設置面積，也同時因其色彩讓建築物的選擇多樣化。另一方面，因為是捕捉隨處散射的紫外線，即使遇上陰天也可以發電。比起傳統光電板，這種稱作為AuREUS系統的光電板具有較高的轉換光電效率，可以垂直設置，用於四面覆蓋的建築物，例如溫室、智慧型太陽能農場或商業大樓等。
並不是所有植物都適合萃取這種發光粒子成分，在菲律賓當地，78種蔬果測試出有9種適合做為備選染料原料來源。目前可以選擇的顏色有紅、橙、黃、綠色，受限於蔬菜水果的天然色澤，藍色尚未被發掘。
▲新創物料AuREUS可以附著在建築或物體表面，藉由紫外線產生電力
圖片來源：The James Dyson Foundation
美國一家Solar Window Technologies公司，製作了一種稱為Liquid Electricity™ 的發電液體塗料，可以使用在玻璃、薄膜或柔軟的塑膠上，在自然光或人造光源下發電。這種塗料有多種不同顏色，灰、藍、綠、褐、棕色，色調各有深淺，根據其透明度從最不透明到最透明，發電效率由高至低。因使其發電效率可以通過管理顏色和透明度來調整功率輸出，而深藍色具有最大的輸出功率。
這種塗料的發電原理是光照射到Liquid Electricity™，產生帶正電的電穴(+)和在負電的電子(-)。電穴和電子被吸引至電穴/電子傳輸層，並在那裏遷移到陽基和陰極的導電層。電穴(+)移至陽極，電子(-)移置陰極，正負電荷被引導至他們各自的導體，並產生電路，從而導致電流流動。這種Liquid Electricity™光電板被稱作有機太陽光電板(OPV)，每層材料都有特定的電勢水平，電勢間的差異會激發電子運動從而產生電力。此種塗料使用富含稀土的材料製成，因此不含鉛、鎘、硒等有毒金屬。和AuREUS的概念相似，這種塗料可以應用於高樓大廈的四個側面，使用自然、帶陰影低光或是人造光發電。因此效能會高於傳統的太陽能光電板。由於可以選擇透明度，因此也可以應用在農業上，減少遮光率讓作物不太受到光電板遮陰的影響。
▲可以選擇透明度與顏色的光電塗料Liquid Electricity™
圖片來源：Solar Window Technologies
參考資料：
- Colour your life with BISOL spectrum
https://www.bisol.com/post/colour-your-life-with-bisol-spectrum - AUREUS: AURORA RENEWABLE ENERGY & UV SEQUESTRATION
https://www.jamesdysonaward.org/2020/project/aureus-aurora-renewable-energy-uv-sequestration/ - SolarWindow™
https://www.solarwindow.com/technology/