專家專欄

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太陽電池模組製作與教具開發

 

     艾和昌 教授、陳汜宜 專員

國立高雄科技大學 模具系


<前言>

2019年高雄市啟動創能經濟光電計畫,推動建築物設置太陽光電系統,藉六大創新法令,邁向生態綠能、光電智慧建築城市,促進城市永續發展及節能減碳。位於大高雄地區之國立高雄科技大學(後簡稱高科大)則藉由產學互享資源達到培育具備太陽光電能源之開發應用及研究能力人才競爭力,並且產出具有成效之研究成果。

圖1 太陽電池模組製作實驗室設備。

<太陽電池模組封裝實驗室簡介>

教育部潔能系統整合與應用人才培育計畫-澎高屏推動中心實踐基地 (光翼e電園),基地ㄧ樓為高瞻扎根區、二樓為放眼未來區、三樓為科轉創意區。其中高瞻扎根區的「太陽電池模組封裝實驗室」成立於民國95年(圖1),實驗室具備完整量產型模組製作設備,像是:太陽電池切割的雷射切割機; 矽基太陽電池電氣規格量測的太陽電池檢測機(Cell Tester);ㄧ片片太陽電池自動焊接成串的串接機(Stringer);太陽電池串自動排列成組列的佈陣平台(Layout Machine);太陽電池模組封裝的真空層壓機(Laminator);太陽電池模組電氣規格檢測機(Simulator)等設備,藉這些設備可客製化太陽電池產品所需模組;檢測太陽電池模組發電效率;研究太陽電池模組發電效率提升方法,促使廠商能將產品快速導入市場並扮演產學界的重要橋樑。

圖2 太陽光電空中花園光型建材一體太陽光電模組。

<太陽光電應用產品及科普教育推廣>
太陽電池模組製作實驗室目前已開發及應用模組有:(1)透光型建材一體太陽光電模組(AS-180W-B&AS-120W-B),該模組於2006年應用於本校再生能源館頂樓太陽光電空中花園之採光屋頂(圖2); (2)透光型特殊壓克力封裝太陽光電模組(AS-15W),該模組於2008年應用於美利達公司與本校合作開發之太陽能電動自行車(圖三); (3)超輕質高效率太陽光電模組(AS-1.5W),該模組(圖3)於2010年起應用於嘉藤公司太陽能衛星浮標,至今仍承接國際訂單且產量規模持續增加; (4)超輕質科教太陽光電模組(AS-1.0W),於2006年起至今,每年提供「全國太陽能模型車競賽」及多場次科教活動,提供學生(員)自行做串並聯組合應用。

圖3 客製化太陽光電產品。

此外,本實驗室另開發出叮叮車、噹噹車、都市遊龍車、太陽能風扇及太陽能船等相關簡易組裝教具(圖4),可供學校及各教育單位作為教學使用,透過動手組裝過程及教案實驗操作內容,可更加了解太陽光電發電原理及其應用。

圖4 太陽光電教具產品。