跨域科技產業創新研究學院

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為因應「跨域科技產業創新」的需求,臺師大成立「跨域科技產業創新研究學院」,以學院為統整單位,透過學院整合不同領域師資及教學資源,同時結合市場的趨勢與企業前瞻研發需求,讓學院成為跨領域創新的推動引擎,形成學企合一,使學生能夠在跨領域學習及前瞻技術商業化的框架下,達到即學即用的目標,同時將學研成果帶進企業。 為呼應政府提出產業創新為重點策略方向,研究學院下設置 「AI跨域應用研究所」及「綠能科技與永續治理研究所」二大研究所。其中「AI跨域應用」為教育部產業創新研究學院計畫擬定的五大重點領域中「人工智慧」及「智慧製造」項目;「綠能科技與永續治理」橫跨五大重點領域中「循環經濟」項目。 透過這二個研究所的設置,將建立學術界與產業界間系統性協力機制,緊密連結學校與產業,共同投入前瞻應用研究並培育人才,使臺師大成為產業創新的合作夥伴。

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    雙缺陷鈍化劑提升鈣鈦礦太陽能電池之光伏特性及穩定性
    (2025) 陳柏元; Chen, Po-Yuan
    鈣鈦礦太陽能電池因具備高光電轉換效率、低製備成本與製程簡易等優勢,成為近年來備受矚目的研究領域。然而,其商業化發展仍受限於材料缺陷所造成的穩定性問題與性能衰退。缺陷可分為材料本體的內部缺陷與界面層間的界面缺陷,兩者皆可能導致非輻射復合增加、載子壽命縮短與能量損耗,進而降低元件效能。本研究提出雙缺陷鈍化策略,透過在主動層中同時引入界面活性劑辛基三甲基溴化銨(octadecyltrimethylammonium bromide, 8CTMAB)與五氟苯甲酸(5-fluorobenzoic acid, PFBA),分別針對界面與內部缺陷進行鈍化,以提升鈣鈦礦太陽能電池之光電轉換效率與穩定性。研究之太陽能電池元件以平面型p-i-n結構為基礎,使用 ITO/P3HT-COOH/Perovskite/PCBM/PEI/Ag之元件架構進行製作與分析。經實驗發現,PFBA的加入有助於鈍化晶格內部缺陷並促進大晶粒生成,而8CTMAB則藉由其陽離子長碳鏈結構排列於鈣鈦礦表面,改善界面能階匹配並減少界面缺陷。研究結果亦證實雙添加劑可有效延長載子壽命、降低陷阱密度及增加電荷再結合阻抗。因此,雙添加劑元件相較於pristine對照元件,可同時提升短路電流密度、開路電壓與填充因子,其PCE最高可達22.21%。在穩定性部分,本研究於65 °與85 °C氮氣環境下進行長時間加熱測試,雙添加劑元件在加熱1000多小時後仍維持其初始效率,顯示其熱穩定性大幅提升。同時,於6500 K LED光源及100 lx照度下,光電轉換效率可達51.99%,展現其優異的室內光應用潛力。此外,XPS與FTIR證實PFBA中的F與COOH官能基及8CTMAB的Br離子可有效鈍化鈣鈦礦膜之缺陷。綜合上述,本研究提出的雙缺陷鈍化策略,不僅能有效降低鈣鈦礦太陽能電池的內部與界面缺陷,進而提升元件光伏性能,同時亦增強其操作與環境穩定性,為高效能、長壽命鈣鈦礦太陽能電池的開發提供極具潛力的材料工程方向。