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     你有心購買的能夠產生能量的太陽能版以及減少耗電量和提高照明的LED節能燈泡，是值得嘉獎鼓勵的。但是如果你無法將所購買的設備適當地發揮應有的功效，那還不代表說真正有環保的精神，有善用「物盡其用」的概念。

     在LED燈泡上的灰塵將會影響其照明的亮度，而可能需要購買更多的燈泡。同樣的，落塵將會影響太陽能板高達1成的效率。在火星上，一天所落下的灰塵量，足以使火星探測車上的太陽能電池吸收功率下降0.3%。

     雖然地球不像是火星上有劇烈的沙塵暴，而且影響範圍相當巨大。但是近年來，由於溫室效應的關係，導致氣候變化加劇，聖嬰和反聖嬰現象都密集的在世界各地發生，其極端的天氣現象，都超過了幾十年來的數據紀錄。

上圖摘自頻果日報

     所以如果太陽能板是興建在大陸上，很有可能因為不尋常的嚴重沙塵暴而在表面佈滿了灰塵，使發電效率受到影響。當然，如果像是雪梨的紅塵(2009.9)發生的時候，由於陽光被濃密的漂浮微粒所遮蓋，發電效能也是相當差勁。

     中國大陸的北京、新疆、內蒙，非洲的蘇丹、中東的沙烏地阿拉伯，以及美國西南部的德州，都是近幾年發生過嚴重沙塵暴的區域。諷刺的是，這些地方也因為鄰近渺無人煙的沙漠地帶，而準備或是正在興建大規模的太陽能板集中的電廠。

     為了解決太陽能板上的塵埃，在太陽能板上，有人加裝像是機器抹布或是拖把的裝置，透過機械方式，將覆蓋在太陽能板上的灰塵加以除去。

左圖摘自TRADEKEY左圖摘自treehugger

      但是太陽能板的建造，本來是用來產生電力的，但是如果為了去塵，特別在板子上裝設一個耗電的設備，這樣也會對發電效能打折扣，或是可能還倒扣。

    

     近年來產品常常掛上的行銷字眼「奈米科技」，卻為了此問題提供了一種解決方案。簡單來講，就是在太陽能板的表面，塗上一層光觸媒，可以透過吸收太陽輻射而產生自由電子，並促使塵埃帶有電性，當下雨的時候，可以藉由水的極性將塵埃被雨水給清除。此種塗料，已經被應用於高樓的玻璃外牆，使玻璃可以在每次下雨完後，恢復完本的乾淨，而不會惹污垢。(題外話：保障了大樓清潔人員的性命安全，不過也奪取了其工作的機會)

     此光觸媒的運用，就可以保持太陽能板的乾淨，但是...。

     但是無法保證會提高發電效能。有一個關鍵因素是，光觸媒的「光」，也是吸收太陽光，簡單來說，光觸媒塗料會和太陽能板搶「陽光」。在大部分的材料中，可以有效吸收的太陽能波長區間，幾乎都差不了多少。通常是藍光到紫外光，因為此能量才足以激發電子到傳導帶(具有電能)。而且為了提昇光觸媒的效能，可能會添加一些少量的貴重金屬，而使得購買成本上升，讓太陽能發電變得不見得相當經濟實惠。

    

     面對以上的問題，有業者提出了單靠正負電相斥的原理所製作的除塵模。也就是不用太陽能光能，就可以達到除塵效果。不過不太知道對於環境是否有所傷害？

     不過有一個更厲害的作法，這是美國史丹佛大學材料科學的研究。他們透過改變太陽能電池的表面吸收奈米結構，不但可以有效防止水分、灰塵，還可以提高太陽能吸收的效率。這裡所使用的奈米防塵技術與奈米光觸媒的技術是截然不同的。主要是藉由表面奈米結構的改變，使水珠和塵埃無法附著，就像是蓮花出淤泥而不染的表面奈米結構。所以不需要與太陽能電池搶光能。是一個很不錯的創意( 不同性能的搭配結合)。  

左圖摘自：Technology Review

     如果以上的技術要實做在商業的太陽能板中，可能還有一段研發量產的路要走。不過至少看到了未來的太陽能自我清潔的希望。

     最後要補充一下，有一些實驗的結果認為，不論塵埃的厚度為何(當然如果已經覆蓋到看不到太陽能板的話，是不能相題並論)，頂多降低一成的發電效率。所以如果在評估能源投資的回收效益時，如果這樣的損失是可以接受的，那還是擁抱再生能源吧！

參考資料：

1. 論文，Modeling of airborne dust accumulation on solar cells at the Martian surface，Katsuaki Tanabe，Acta Astronautica （2008.6)

2. NRG能源公司將在德州休士頓建10MW太陽能電廠

3. 太陽能板面除塵模

4. 清除太陽能板灰塵的作法(機械裝置)

5. 世界首位火星天氣預測員

6. Self-Cleaning, Super-Absorbant Solar Cells

7. Testing the Effect of Dust on a Photovoltaic Cell's Output, Quinn E. Proffer, California State Science Fair

8. Patent application title: Systems and Methods for Contactless Automatic Dust Removal From a Glass Surface