染料敏化型太陽能電池專題系列(一) 003 早期的DSSC商業產品:馬自達概念車「先驅」

馬自達(MAZDA)車廠開發的先驅(SENKU)這款車,最早出現在2005年底的東京車展 上,因為採用了能發電的車頂,引起了一陣話題與震撼,這款車也曾在2008年台北車展 中出現過。
「能發電車頂」指的是窗上貼了太陽能電池,其實使用的就是染料敏化型太陽能電池(DSSC),這台車的展示讓默默無聞的DSSC成了明星,受到相當熱烈的討論。
MAZDA概念車SENKU(2005年車款)
MAZDA SENTIA(1991年車款)
其實汽車內裝設太陽能電池,在當時並非首創。馬自達1991年上市的賽蒂婭(SENTIA) ,就已經採用的非晶矽太陽能電池。但這次的先驅(SENKU)不同於賽蒂婭(SENTIA),放棄較厚重的非晶矽太陽能電池車頂,改採用貼片般的半透明染料敏化型太陽能電池。也因此「先驅」能夠運用全罩式玻璃的車頂設計,讓車身具流線型動感,容納更多的光線進入車內,成為一輛充滿未來設計感與時尚前衛外觀的重量級概念車。
MAZDA SENKU車窗上的染料敏化型太陽能電池
此款概念車只在後座附近的天花板上貼著染料敏化型太陽能電池,就可輸出數十瓦的功率。雖然DSSC的光電轉換效率(light-to-electric energy conversion yield) 只有6%~7%,但是在汽車上配備太陽能電池具有深遠的意義。
早期的賽蒂婭(SENTIA)利用玻璃天窗來結合非晶矽太陽能電池面板來讓空調風扇轉動(solar ventilation system) ,而2009年豐田(TOYOTA)推出的普銳斯(PRIUS ZVW30, 2003) 油電混合動力車款,也開始安裝上Kyocera公司的太陽能面板 ,將太陽能轉換成可供應給車內的通風系統使用的能量 ,運用的都是同一種概念。現在汽車配備的電子設備越來越多,耗電隨之不斷增加,利用太陽能有助於節省能源是個非常可能實現的好概念。
TOYOTA PRIUS ZVW30利用太陽能驅動通風系統
TOYOTA PRIUS ZVW30利用遙控冷氣空調系統(remote air conditioning system)
可以在停車場時就讓車內風扇轉動換氣,上車前還可以先開啟冷氣來降溫
這個系列的專題報導先介紹了G24i行動電話充電組跟馬自達的先驅(SENKU)概念車,這二項陳年的概念產品。透光、彩色、輕薄、可撓的染料敏化型太陽能電池後續發展如何,在這要先賣個關子,接下來的報導,得先介紹太陽能與太陽能電池的概況。這個部分以基礎概念介紹為主,多引用教科書、百科全書、論文上的解釋,不會太深入。如果您對太陽能電池非常瞭解,建議直接跳過這個系列的介紹。