台大与东京大学跨国研究团队共同发表高效率钙钛矿激光技术

台湾大学材料系研究团队与日本东京大学工学院Prof. Delaunay实验室,最近在高效率钙钛矿激光技术开发,获得重要突破成果。

近几年来钙钛矿材料是材料科学界相当重要的发现,特别是在太阳能电池上的应用。自从2009年发现以来,在短短的几年时间内,已达到与商用硅太阳能电池相当的能源转换效率。钙钛矿太阳能电池最大之优点,是其能够利用溶液的方法(solution process)大面积涂布印刷制作。与传统硅太阳能电池需要高温制造相比,因为其制造技术与材料的成本可大幅降低,被认为是下一代非常有潜力的太阳能材料。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

此外,钙钛矿材料也有相当优异的发光特性与量子效率,具有相当高的潜力于高效能发光二极体与激光的应用。然而目前遇到最大的瓶颈是钙钛矿材料的稳定度不够好,一直无法利用半导体产业相当成熟的微影(lithography)制程技术,来制作高效能的激光所需的共振腔。本次台大与东京大学组成的跨国研究团队,突破此制造技术的瓶颈。利用目前广泛用之半导体微影制程技术,提出所谓「自我修复(self-healing)」的观念。在微影制程中,利用材料能自我组装(self-assembly)与再结晶(recrystallization)的特性,开发“Self-Healing Lithographic Patterning”的技术,大面积制作出高效率的单模激光器(single- mode laser)。此技术可以利用目前相当成熟的半导体微影制程技术,来制作大面积、高品质的钙钛矿光电元件,相当具有工业应用价值。其结果最近发表于材料领域著名期刊Advanced Functional Materials。图示即为以此先进的微影技术,将钙钛矿材料制作成UTokyo与NTU 双方校名,并刊登于期刊中。

台大与东京大学跨国研究团队共同发表高效率钙钛矿激光技术

过去几年,台大与东京大学有相当密切的交流,并多次举办双边人员互访与研讨会。此研究合作是在台湾教育部高教深根计划的台大新颖材料原子级科学研究中心支持下,邀请东京大学Prof. Delaunay实验室的助理教授何亚伦博士,于2019年12月至台大访问3个月。期间与台大分子科学技术国际学程之博士生林钲杰与汪奕达同学做密集的讨论与实验,进而开发出此新技术。即使之后遇到疫情的影响,双方无法互访,却依然克服困难,分别在台湾与日本将重要的实验完成并发表此论文。此项研究成果,除了在技术上突破瓶颈,最重要的是建立台湾大学与日本东京大学一个相当成功合作的典范。

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