臺灣交通大學光電系教授陳方中領(lǐng)導研究團隊，利用新興鈣鈦礦材料制作光伏元件，回收室內(nèi)照明光能量，團隊以理論計算評估后發(fā)現(xiàn)，最高可回收近6成的室內(nèi)照明能量，為節(jié)能減碳目標指引出明確研究方向。
鈣鈦礦光伏元件的高效率與低成本特性，也可運用于物聯(lián)網(wǎng)的低功耗傳感器或致動器之上。此研究成果「以能帶間隙工程提升混和陽離子鈣鈦礦于室內(nèi)光伏應(yīng)用的性能」10月4日刊載于國際權(quán)威能源材料期刊，并獲編輯青睞選為當期封面內(nèi)頁。
室內(nèi)照明一向是家庭用電的主要耗電來源，因此對發(fā)展低碳以及碳平衡的未來建筑來說，如何降低室內(nèi)照明的耗電或回收能源損耗成為重要的課題。現(xiàn)今常用的硅太陽能電池，在弱光或室內(nèi)光照明下的表現(xiàn)并不優(yōu)秀，因此不論是家庭用電或是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，全世界的科學家都不斷尋求永續(xù)性的解決方案。陳方中研究團隊的成果即明確指出有適當能帶間隙的太陽能電池，將有機會回收大量室內(nèi)照明的能耗。
陳方中表示，此項研究成果有兩個非常重要的訊息。第一是目前世界上對于以光伏元件回收室內(nèi)照明能量的研究，像瞎子摸象，因此團隊套用1960年代對于太陽能電池效率的理論計算，也就是現(xiàn)今已被太陽能電池研究界奉為圭臬的蕭基奎伊瑟極限理論于室內(nèi)光源（如熒光燈管或白光發(fā)光二極管），得到最佳半導體的能帶間隙理論值，此結(jié)果明確指出，常見的硅太陽能電池的能帶間隙在室外太陽光照射下的應(yīng)用情境是非常合適的，但對于室內(nèi)應(yīng)用情境卻不是好的選擇。
其次，新興的鈣鈦礦太陽能電池的優(yōu)點之一是非常容易能調(diào)整能帶間隙，因此團隊藉由控制鈣鈦礦材料的成份，將能帶間隙加大，確實發(fā)現(xiàn)在室內(nèi)照明下有較高的效率，驗證了預(yù)測結(jié)果。
對于未來的展望，陳方中樂觀指出，目前僅是驗證團隊研究方向是正確的，如何把能帶間隙最佳化但仍維持電池的高效率，是團隊下一步的挑戰(zhàn)，未來達成50%能源回收效率的目標，指日可待。
來源：自由時報
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