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第十二屆學術人才養成計畫講座於5月26日上午由中央研究院化學所孫世勝副所長蒞校以「新世代有機太陽能電池簡介與未來展望」為題進行專題講座。孫副所長一開始先介紹中研院舉辦的一些科普活動,歡迎在座的九年級同學蒞臨參加,他也勉勵同學打好數學、物理與化學這些學科的基礎。在進入有機太陽能電池這個主題之前,孫老師先分析目前世界各國或地區的能源使用現況,即使是強調綠能的德國,再生能源所佔比例並不高,主要還是利用石化燃料發電。台灣的再生能源如風力、水力與太陽能其實不足8% 甚至更低,因為想要利用這些能源還是得靠老天幫忙才行,並非穩定來源,反而依然極度依賴燃煤等高汙染燃料。以太陽能發電的困境而言,地球上陽光充足的地區其實用電量並不高,如何將這些轉換的能量儲存起來是個重要的課題,因此發展有機太陽能電池是個可行的方向。
接著孫副所長開始介紹各種太陽能電池的優、缺點與用途,基本工作原理、瓶頸與未來發展等。一般而言,太陽能電池的能量轉換效率約為10-20%。奈米結晶矽太陽能電池適合一般家用、大型廠房使用,優點為矽含量多、技術成熟、性能穩定;缺點則為價格偏高、使用有地區限制。化合物半導體太陽能電池用於航太科技、高級研究單位,優點為效能、性能表現最佳;缺點則是技術較難、價格最貴。
本次講座主要探討的奈米染料敏化太陽能電池,預計將會因價格低廉而被廣泛使用,適合室內弱光源應用,優點是製備簡易、成本低廉、光電轉換效率高;但仍有穩定性仍不夠理想、有待新的染料開發等問題需要克服。因此目前嘗試尋找優良的π共軛系統的分子來提高莫耳吸收係數與增廣大的吸光範圍以提高光吸收率,未來則希望藉由增加JSC提高光吸收率、提高電荷注入的量子產率、能取代iodide/triiodide的電解質系統、開發多染料系統的太陽能電池與改變染料結構來提高電池的使用壽命等解決上述問題。
孫老師的簡報內容不少是以英文呈現,有些專有名詞及觀念對九年級同學而言略顯困難,但因為有機太陽能電池將是熱門的議題與產業,中研院也是目前國內最高研究單位。希望透過孫老師詳細的說明,能讓大家對於太陽能電池有更深刻的理解,並有機會能進入孫老師的實驗室進行專題研究。同時也明瞭英文能力是將來從事研究工作必備的基礎能力之一,研究熱忱更是必備條件,如何在不斷的失敗經驗中成長將是個很好的學習經驗。
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{{ $t('FEZ003') }}2020-05-27
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