理工大學(理大)機械工程學系採用嶄新科技,將傳導性能高的納米材料植入半導體納米纖維,研發出的合成物具高速傳導性能,因而應用範圍廣泛,應用於創造潔淨能源和環境的範疇,效果尤佳。是項發明於第45屆國際發明展獲頒「評判特別嘉許金獎」,發明展已於今年3月29日至4月2日於瑞士日內瓦舉行。 本報港聞部報道
半導體材料可製成非常細小的納米纖維,直徑小至60納米(少於一根人類頭髮的千分之一),在今日社會廣泛應用於光子產品(例如太陽能電池、清潔環境的光觸媒),亦有用於非光子產品(例如生物化學感應器、鋰電池)。半導體吸收光或能源後,會激發電子和電洞的產生,形成電流及訊息;然而,電子和電洞容易快速復合,導致流動減少,相關功能亦因而大減。這特性令半導體納米纖維的應用與發展大受掣肘。
能量轉換效率可升至66%
理大機械工程學系團隊研發的嶄新科技,正能解決上述問題。團隊由理大機械工程學系創新產品與科技講座教授梁煥方率領,採用靜電紡紗技術,將傳導性能高的納米材料(例如石墨烯、碳納米管),植入半導體納米纖維(例如二氧化鈦TiO2),製成具高速傳導性能的半導體納米纖維,其仿如為電子流動築建的高速公路,大大提升電子流動速度,減少電子與電洞復合情況。
高速傳導性能的半導體納米纖維的應用與發展範疇非常眾多,梁教授的團隊先在兩大環保範疇作應用研究,即太陽能電池,以及清潔環境的光觸媒。理大團隊以突破性科技,將碳納米管/石墨烯植入顏料敏化/鈣鈦礦太陽能電池內的二氧化鈦(TiO2)半導體納米纖維,證實能量轉換效率提升40%至66%。
製成電池成本將稍提高
在成本效益方面,如與市面普通使用的多層晶體硅太陽能電池比較,按其產生一度電的電費為0.25美元(約1.94港元)作推算,有植入碳納米管的顏料敏化太陽能電池的成本會高12%至32 |