天光OPV能量转换效率再突破看好未来IoT感测器应用

随着5G商转在即，智慧家庭相关应用也持续开出，IoT感测器需求也不断增加。由于IoT感测器需要长期供电，如何避免使用一次性电池，有效的降低耗能与碳排放的产生就相当重要，特别适合用在室内环境，可在弱光条件下产电的有机薄膜太阳能电池(OPV)、染料敏化太阳能电池(DSSC)，被视为是最接近量产、最具潜力的解决方案之一。

日本市调机构富士经济(Fuji Keizai)针对钙钛矿太阳电池、染料敏化太阳能电池、有机薄膜太阳电池、砷化镓太阳电池等新型、次世代太阳电池的全球市场进行了调研，预测其全球市场规模将从2019年的6亿日圆，扩增至2030年的4,563亿日圆，成长速度惊人。

国内有机半导体材料厂商天光材料(Raynergy Tek)技术长张怡鸣表示，2020年OPV的光电转换效率已达17%，在未来单接面OPV元件更有望达到20%以上的转换效率，直逼矽晶太阳能技术，包含法、德、日、韩的OPV模组厂都已走入量产阶段。

据了解，OPV制程所用的材料全为固态形式的有机半导体，相较于DSSC会有液态电解液挥发、漏液的问题，故无有毒物质泄漏的疑虑。加上可经由涂布或印刷方式制作于塑胶基材上，具有可挠曲性，更适合导入智慧家庭、智慧城市等运用场景。

目前国际有机薄膜太阳能的领导业者ARMOR Solar Power Films已将天光材料的产品用于量产，其下游客户SunCurtain GmbH也在德国发表第一个OPV发电窗帘的试点，SunCurtain台湾代理商尚印科技也同步测试中，经发电窗帘所产生的电可经过储能系统，用于家庭或办公室用电，除了符合国际节能减废的趋势，亦可望在智慧家庭相关应用的带动下，迎来良好的成长动能。

此外，有机半导体材料也看好能应用在消费性电子的生物辨识，如全萤幕指纹辨识、静脉辨识、虹膜辨识等，亦可与半导体技术相整合，做成CMOS影像感测器(CIS)产品。

具Allied Market Research报告指出，有机影像感测器正以年复合成长率20.9%之速度快速成长，至2025年将达到17.5亿美元之市场规模，许多国际大厂包含南韩三星、以色列TowerJazz均已投入资源研发，Sony与Panasonic甚至已有初代产品问世。

相较于过去以非晶矽为主要材料之光学感测器而言，有机感测器具有更优异之动态感测范围，在低照度条件下拥有优异的感光特性，更可利用分子设计对感应波段进行调整，弥补非晶矽于近红外光以上波段效率不足之缺点，达到无滤光片(filterless)之元件设计。天光材料作为国际上少数具有关键材料技术之厂商，目前也正积极与国内外面板、半导体客户进行影像感测模组的制程开发与验证。

内容源：摘自DIGITIMES