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光動能

環保一詞,在日本已行之久遠,起先CITIZEN將太陽電池搭載於手錶時,環保一詞尚未普及。如今CITIZEN在太陽光發電手錶市場始終居於領導地位,光動能幾乎等同於光發電手錶及太陽能手錶的代名詞。然而光動能最令人感動的,則是在於開發研究的歷史軌跡裡。


光動能的起源
1973年,日本正遭逢石油危機。無法購得石油的傳言不斷蔓延,店裡滿滿都是搶購衛生紙、清潔劑的人潮,街上陷入一片恐慌。隔年,政府公開發表以活用太陽能為主題的「陽光計畫」,在這樣的契機下,官民雙方開始反省日本的能源與環境問題。

CITIZEN也應運反思對環保和能源的著力點。當時石英錶甫問世,驅動手錶運轉的動力開始由發條轉為電池。以往大約每隔兩天就得以手動上鍊或自動上鍊的方式讓手錶運轉,自從石英錶問世後,即使長達一年以上放任不管,手錶仍會持續行走,手錶的便利性突飛猛進,擄獲了大眾的心。然而,電池的壽命是有限的,除了有更換上的問題,使用過之電池也必須當成廢棄物加以處理。促使CITIZEN確立了「創造光發電手錶!」的前進方向,而時間也證明了當時的這項創舉,確實富有先見之明。


創造光發電手錶!
CITIZEN擁有許多勇於挑戰的員工,生生不息的挑戰精神正是我們的公司文化。在這股風氣的推波助瀾之下,使用太陽能電池而不需更換電池的手錶研發作業,便馬不停蹄地展開了。

當時太陽能電池雖已量產,一般人卻不認為太陽能電池可以驅動小如手錶的東西運轉,光是配合手錶的尺寸裁切太陽能蓄電池(solar cell)就煞費苦心。當時的太陽能蓄電池材料為矽,屬於鉀元素的化合物,由於構造上的問題,偏厚、易碎、加工困難,勢必造成太陽能腕錶的設計變厚。


全球第一只類比式太陽能手錶
經歷一連串的嘗試錯誤、迂迴曲折之後,終於在1974年完成了原型,2年後的1976年8月,全球第一個類比式太陽能驅動手錶正式在市場亮相,同時也象徵著太陽能驅動手錶走入了黎明期。


1970年代碰到的技術障礙,是發電量、耐久性等問題。前述的單結晶矽(Singlecrystal silicon),其發電量足供石英錶運轉,但電池的壽命只有5年,無法充份活用太陽能驅動手錶的優點——也就是CITIZEN希望達到無需更換電池的目標,進而導致研發工作一度中斷。

然而到了1980年代,突破該障礙的嶄新技術終於問世了,就是採用非晶矽(Amorphous silicon)的太陽能蓄電池與名為雙電層電容器(Electric double-layer capacitor)的電子元件。相較於單結晶矽,非晶矽較薄、也適於室內光源發電。而雙電層電容器相較於先前的二次電池,可靠度較高,電池壽命也較長;融合這兩項優點之後,就能創造出更好的光發電手錶,研發技術又前進了一步。

「創造在一般照明環境即能不停運轉的手錶吧!」這句話成了研發人員間的共同口號。然而,隨著光源照射的角度不同,發電量也有所差異,加上手錶通常戴在手腕上,一到冬季,袖子遮住手錶的時間也就隨之增加。到底需要多少發電量?要儲存多少電量才好? 正因史無前例,煞費工夫,反反覆覆的測試,顯現CITIZEN的傳統——生生不息的挑戰精神。


光動能誕生- 在一般照明環境,就能不停運轉!
經過負責人員的不斷改良,CITIZEN於1986年發表了經完全充電後可驅動手錶持續行走200小時的款式。之後,CITIZEN搶先採用了容量遠超越雙電層電容器、且不含有害物質的鋰離子二次電池(俗稱MT電池),於1995年推出了經完全充電可驅動手錶持續行走6個月的款式,可視為與今日的Eco-Drive光動能密不可分的巨作,也是推動光動能產品持續創新的一大原動力。


Eco-Drive光動能
CITIZEN將光發電驅動命名為「Eco-Drive」光動能,提供環保和使用者安心的價值,過程中一點一滴的研發和改進,都成為CITIZEN品牌的價值。

除了Eco-Drive技術的進步,設計與美感的重要性,從輕量化、強化、機能與便利性也都是研發Eco-Drive時所強調的主要元素之一。太陽能電池的面板也從玻璃進化到金屬、薄膜,甚至能應用在彎曲設計的手錶上。多方嘗試的結果,目前共開發出4種光動能電池,造就了多采多姿的陣容,也更符合造型設計上的需求。

從2005年到2007年3年之間,使用於Eco-Drive的二次電池總數約720萬個。如果是未使用Eco-Drive的石英錶,就等於幾年之後將有720萬個一次電池被丟棄。Eco-Drive的普及讓我們不需再丟棄有害物質,對維護地球環境有著極大的貢獻。