智慧家庭大突破

您能想像，只要3根蠟燭亮度的弱光，即可產生電力！這是由工研院與台塑合作，耗費10年研發的全球第一片染敏電池模組，也是今年工研院獲得2020全球科技百大研發獎項之一，該技術對未來染敏電池應用於智慧家庭光電轉化技術具重大突破，它被稱為第三代太陽能電池，不需要高照度太陽光，陰天、室內光、甚至是3根蠟燭的弱光，就可以發電。

早在2007年工研院染料敏化電池的研發團隊，便開始著手進行專利布局及元件製作，鎖定兩大突破點，「光電轉換效率」及「建立模組製作標準流程」。這也成為後來跟台塑共同合作的重要關鍵因素。

2011年，台塑開始布局太陽能事業，鎖定較接近母公司化工產業的染敏電池作為研發項目。當時工研院研發染敏電池已邁入第3年，對國內外專利、技術有相當程度的分析，也正進行模組技術的開發，台塑公司因此決定攜手工研院，共同研發。

染敏電池模組 研發成功

10年磨一劍，直到2018年底，工研院和台塑才成功產出全球第一片染敏電池模組。帶領研發團隊的工研院綠能與環境研究所組長林福銘指出，試量產線過程中遇到不少挑戰，像是染敏片的兩片玻璃需要封裝，乍聽只是「黏起來的功夫」，但封裝膠如同比保鮮膜稍厚一些的軟膜，機台必須精準裁切、取模、黏貼，膠多了或是邊緣翻出一丁點都是不良品。

目前染料敏化電池與智慧家庭應用模組光電轉化效益達到17％，領先全球，室內常溫的使用壽命可達7年之久。工研院期望未來染敏電池的應用結合物聯網技術趨勢，在智慧家庭、電子貨架標籤，甚至長遠的建築整合應用等。

固態鋰電池 搶攻電動車

而獲獎的另一項技術，則是看到鋰電池安全風險的儲能技術，鋰電池雖廣泛應用於手機、平板、甚至電動車，但是鋰為高活性元素，電池能量密度高再加內含易燃有機溶液，有燃燒與爆炸的風險。因此，工研院2016年即投入有機及無機複合固態電解質的研究，嘗試開發可商業化固態鋰電池技術。

初期提升離子導電卻損失黏著性

，無法達到商業化目標。研發團隊

在重新導入新材料的研發過程，意外

發現使用剩餘有機高分子竟在沒有加熱下，僅僅在室溫4小時候就固化，可單獨作為固態電解質使用，經試驗後這些固化後的電解質大幅改善鋰電池安全性，如閃點提高，具有難燃性、高溫等。

此技術已經與國內電池及材料廠合作，進行材料及電池驗證，預計將讓台灣成為固態鋰電池生產重鎮，搶攻未來電動車與儲能系統產業的新市場。