绿色能源科技中心-交通大学.PDF

整體目標及分年達成情形： － 學術上利用交大現有在半導體、光電 、材料、化學等領域領先全國的研 發實力，藉由國內外學術與產業界的合作，在太陽能電池技術的研究與 相關人才的培育上做出重要的貢獻， 並且協助產業界發展相關的核心技 術與重要應用，以強化我國在太陽能電池的科技基礎與成就。半導體薄 膜太陽能電池方面，我們期許發展藉由整合混成化學氣相沉積法，獨有 的 Hybrid 系統製作高品質及新穎的薄膜材料，掌握關鍵智財自主技術， 引領台灣建立薄膜太陽能電池技術版圖。於三五族太陽電池方面，標將 致力於異質磊晶材料之整合，發展三五材料結構以異質磊晶與晶片結合 方式成長於替代性基板。於有機太陽能電池方面，期許在計畫結束時可 達頂尖世界研究團隊之水準，如與 UC Santa Barbara, Heeger （2000 年諾 貝爾化學獎得主），UC Berkeley Jean M. J. Fréchet及高分子太陽能電池大 廠 Konark Technologies 之成果並駕齊驅，故在研究上以新有機吸光材料 的設計合成及材料性質的研究為首要目標，另外在元件製程技術的改善 及奈米結構分析也是整體目標之一，使台灣在有機太陽能電池這領域可 以領先亞太地區並與歐美同步。在燃料電池的研究開發領先世界的高效 率乙醇轉氫觸媒，具有材料成本及較低操作溫度之優勢；建立實用的乙 醇燃料電池發電技術，完成材料、元 件、系統、及可靠度的評估。同時 完成由量子化學至計算流體力學的整合模擬軟體。本中心於 97 年新成 立，故以下量化統計資料為近三年之成果。在量化部分，97-99 年發表國 際期刊論文共 360篇、獲得非國科會計畫總數共 34件，總金額逾 3,193 萬餘元、技術移轉件數共 8件，總金額 2,600萬元。 － 在研究目標上達成的有：製程上已可由氫稀釋比例、基板溫度及燈絲至 2 基板距離等條件，有效控制微晶矽結晶度，並可達 10的光暗導響應比 例；調控氫氣及矽甲烷氣體流量、電極間距等製程條件，開發高品質非 晶矽薄膜，電池效率已可達 8.42% ；開發新穎的矽基材上沉積三五族化 1 合物技術，大幅降低三五族高效率太 陽能電池的成本；開發三五族太陽 電池之穿隧層（ TDs ）磊晶技術並降低磊晶材料形成時不純物的濃度以 增加太陽電池光電轉換效率；藉由反向變質層（ IMM ）於砷化鎵基板上 成長 In0.3Ga0.7As磊晶材料並利用智切技術（ Smart Cut ）將三五族太陽電 池由砷化鎵基板反轉至矽基材上，以節省三五族太陽能電池之發電成 本；發展高品質的光電轉換奈米材料，使 GaAs 太陽能電池效率提升 28% ；我們並率先將此種光電轉換材料應用於有機太陽能電池作 3D 立體 電極，不僅提升轉換效率 10% ，更增加其使用壽命達 100% ；研發矽量 子點薄膜太陽能電池，已可準確調控量子點的尺寸與間距於（平均尺寸 ＜6 nm ，平均間距＜4 nm ），標準差皆＜20% ；設計新結構具高結晶性主 鏈予體 -受體之高光電轉換效率的高分子材料，此材料之光電轉換效率達 7.3% ，在高光電轉換效率的材料開發上與世界同步；研究高分子材料內 部奈米級的相分離結構並搭配新穎透明電極之元件製程，以達到最佳的 光電轉換效率；開發出高效率乙醇轉氫觸媒型燃料電池，使其具有低成 本及較低操作溫度之優勢，並已成功測試出數個較低成本並超過 100% 轉換率的觸媒。 與所設目標之差異：在半導體太陽能電池方面，單接面非晶矽薄膜太陽能電 池已可達 8.42%的轉換效率；在前瞻奈米製程方面，應積極申請專利，推動 其在元件上