以原子層沉積技術開發功能性材料及其於綠色能源科技之應用研究:太陽能電池、電解水產氫技術與超級電容器

  • Chang, Chih-Yu, (PI)

研究計畫: A - 政府部門b - 科技部

說明

綠色能源技術之開發已成為世界各國能源政策的軸心,但現行技術存在許多難題亟待克服,其中 的關鍵為:(1)缺乏符合經濟效益、高品質之功能性材料;(2)元件結構之設計有待改良。原子層沉 積(atomic layer deposition, ALD)技術具有無瑕疯、優異立體覆蓋率、低溫製程、極佳的大面積鍍膜 均勻性等優點,非常適合應用於綠色能源技術之開發。因此,本研究以ALD技術為主軸,開發多種 新穎功能性材料(包括:薄膜與垂直有序排列之奈米柱),並搭配微觀技術分析、模擬計算與元件工 程,分別驗證ALD技術於鈣鈦礦太陽能電池、電解水產氫以及超級電容器之可行性,實現低成本、 高效率、高穩定性、簡易製程、可大面積量產之綠色能源技術。ALD技術之可行性已初步獲得證實, 並有許多突破性之成果產出。在太陽能電池技術方面,以ALD ZnO與NiO薄膜做為載子傳遞層達到 優異之光電轉換效率:16.1% (面積:0.04 cm2)與14.2% (面積:6 cm2)。此外,ALD Ti02/Al203 奈米堆疊薄膜之氣體滲透率達到封裝阻氣薄膜之需求。在超級電容器方面,以ALDZnO/NiO core-shell 奈米柱做為電極材料展現高比電容值(1947 F/g)與良好循環穩定性(>1400次)。本研究内容涵蓋基 礎科學之研究及光電元件之應用,研究成果對於實用性綠能技術之開發提供了嶄新的策略,亦可促進 前瞻元件技術之發展。
狀態已完成
有效的開始/結束日期8/1/157/31/16

Keywords

  • 綠色能源技術
  • 超級電容器
  • 產氫技術
  • 太陽能電池
  • 原子層沉積
  • 功能性材料