臺(tái)灣交通大學(xué)光電系教授陳方中領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)，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(tuán)隊(duì)以理論計(jì)算評(píng)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(biāo)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(yùn)用于物聯(lián)網(wǎng)的低功耗傳感器或致動(dòng)器之上。此研究成果「以能帶間隙工程提升混和陽(yáng)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(guó)際權(quán)威能源材料期刊，并獲編輯青睞選為當(dāng)期封面內(nèi)頁(yè)。
室內(nèi)照明一向是家庭用電的主要耗電來(lái)源，因此對(duì)發(fā)展低碳以及碳平衡的未來(lái)建筑來(lái)說(shuō)，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?，F(xiàn)今常用的硅太陽(yáng)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(xué)家都不斷尋求永續(xù)性的解決方案。陳方中研究團(tuán)隊(duì)的成果即明確指出有適當(dāng)能帶間隙的太陽(yáng)能電池，將有機(jī)會(huì)回收大量室內(nèi)照明的能耗。
陳方中表示，此項(xiàng)研究成果有兩個(gè)非常重要的訊息。第一是目前世界上對(duì)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(tuán)隊(duì)套用1960年代對(duì)于太陽(yáng)能電池效率的理論計(jì)算，也就是現(xiàn)今已被太陽(yáng)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(dǎo)體的能帶間隙理論值，此結(jié)果明確指出，常見(jiàn)的硅太陽(yáng)能電池的能帶間隙在室外太陽(yáng)光照射下的應(yīng)用情境是非常合適的，但對(duì)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(yáng)能電池的優(yōu)點(diǎn)之一是非常容易能調(diào)整能帶間隙，因此團(tuán)隊(duì)藉由控制鈣鈦礦材料的成份，將能帶間隙加大，確實(shí)發(fā)現(xiàn)在室內(nèi)照明下有較高的效率，驗(yàn)證了預(yù)測(cè)結(jié)果。
對(duì)于未來(lái)的展望，陳方中樂(lè)觀指出，目前僅是驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)下一步的挑戰(zhàn)，未來(lái)達(dá)成50%能源回收效率的目標(biāo)，指日可待。
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