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理大研究突破半透明太陽能電池效率紀錄 推動建築光伏一體化發展

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理大研究突破半透明太陽能電池效率紀錄 推動建築光伏一體化發展
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理大研究突破半透明太陽能電池效率紀錄 推動建築光伏一體化發展

2025年10月22日 16:10 最後更新:16:22

透明太陽能電池能無縫整合於窗戶、螢幕等物品的表面,正引領可再生能源的前沿發展,但相關技術仍需克服多項關鍵挑戰,包括在透明度與能量轉換率之間取得平衡,兼具發電效能與美觀設計雙重優勢的半透明有機光伏電池(ST-OPV)因此成為研究熱點。香港理工大學(理大)研究團隊成功開發一項創新評估參數,可用以量度不同光活性材料在 ST-OPV 中的應用潛力,篩選出最佳材料組合,推動研發高效 ST-OPV,並為其用於智能窗戶及可持續建築奠定基礎。

研究人員基於FoMLUE值最優異的材料組合製成的ST-OPV,較同類型產品具備更佳的隔熱性能及運行穩定性,光能利用效率更高達6.05%。

研究人員基於FoMLUE值最優異的材料組合製成的ST-OPV,較同類型產品具備更佳的隔熱性能及運行穩定性,光能利用效率更高達6.05%。

ST-OPV 擁有選擇性吸收陽光、生產成本低及環保等特性,在建築光伏一體化領域中展現出巨大發展空間。為了徹底釋發 ST-OPV 的應用潛力,科學界正嘗試結合不同光活性材料及利用先進器件工程技術,不斷提升 ST-OPV 的能量轉換率及穩定性等,同時讓電池的顏色更加自然,不會對建築物的外觀構成影響。

理大電機及電子工程學系能源轉換技術講座教授、鍾士元爵士可再生能源教授李剛教授聯同研究員俞江升博士,利用他們建立的 FoMLUE 參數篩選了一系列經典光活性材料,通過分析材料的歸一化吸光度,評估其平均可見光透射率、帶隙和電流密度等關鍵參數。研究人員發現以 FoMLUE 值最優異的三元材料組合製成的 ST-OPV,較同類型產品具備更佳的隔熱性能及運行穩定性,光能利用效率更高達 6.05%,刷新半透明太陽能電池的效率紀錄。

由理大電機及電子工程學系能源轉換技術講座教授、鍾士元爵士可再生能源教授李剛教授帶領的研究團隊成功 開 發 一 項 創 新 評 估 參 數FoMLUE ,用以評估光活性材料在半透明有機光伏電池中的應用潛力,為其廣泛商業應用奠定基礎。

由理大電機及電子工程學系能源轉換技術講座教授、鍾士元爵士可再生能源教授李剛教授帶領的研究團隊成功 開 發 一 項 創 新 評 估 參 數FoMLUE ,用以評估光活性材料在半透明有機光伏電池中的應用潛力,為其廣泛商業應用奠定基礎。

此外,研究亦揭示了地理因素對 ST-OPV 性能表現的影響。為了探究 ST-OPV 太陽能窗戶的發電和節能效益,研究團隊建構了一個瞬態模型,模擬電池的功率輸出,從而分析其對建築空間冷暖負荷的影響。該模型應用於中國 371 個城市,結果顯示逾九成的城市實現了年度負荷的正向減排。地理分析更指出,夏季炎熱、冬季溫暖的地區最適合安裝 ST-OPV 玻璃窗戶,其在該些地區達到的年總節能量可高達 1.43 GJ m⁻²。

研究題為「半透明有機光伏電池實現具廣泛地理適應性的可持永續智能窗戶」,成果已發表刊載於《自然通訊》期刊(Nature Communications)。李剛教授表示:「太陽能窗戶作為新興的太陽能光伏應用,為建築光伏一體化、新能源汽車和農業溫室等領域的實際應用開拓新局面。這項研究的成果證實了高效 ST-OPV具備多功能性和地理適應性等多重優勢,可用於建造可持續、節能的智能窗戶,且不影響建築設計完整性,商業化前景相當廣闊。」

展望未來,研究團隊會致力就提升 ST-OPV 的長期穩定性提出創新方案,並推動其向大面積太陽能組件發展,實現 ST-OPV 的商業化應用。

香港理工大學(理大)今早於校園舉行升旗儀式,慶祝香港特別行政區成立29周年。升旗儀式由理大校董會主席林大輝博士、署理校長黃永德教授、中華人民共和國中央人民政府駐香港特別行政區維護國家安全公署二級巡視員宋一平先生及外交部駐港特派員公署領事部副主任田振峯參贊主禮。

校董會副主席葉中賢博士、大學顧問委員會主席顏吳餘英博士、大學司庫李健先生、大學顧問委員會榮譽主席鍾志平博士及榮休校長潘宗光教授大紫荊勳賢,聯同一眾理大校董會成員、大學顧問委員會成員、管理層、榮譽博士、大學院士、傑出校友、理大基金會成員、理大師生和校友出席儀式,祝願國家富強昌盛,香港繁榮穩定。儀式由中國人民解放軍駐香港部隊及理大學生升旗隊負責。

林大輝:理大緊貼國家發展大局 培養愛國愛港人才

林大輝博士在致辭時表示,今年是香港回歸祖國29周年,也是國家「十五五」規劃開局之年。特區政府正積極制定香港首個五年規劃,為未來發展擘劃藍圖。與此同時,今年亦是中國共產黨成立105周年,國家發展蒸蒸日上,綜合國力和國際影響力持續提升,充分展現新時代中國繁榮昌盛的蓬勃氣象。

他強調,面對新時代帶來的新機遇,理大作為香港高等教育界的重要一員,並在最新QS世界大學排名中位列第50位,定當緊貼國家和香港發展大局,堅守辦學使命,致力培養學生擁有家國情懷、具備全球視野、勇於承擔社會責任,把個人的追求融入國家事業,成為愛國愛港、德才兼備、對國家有貢獻的人才。

林大輝續説,理大將充分發揮在教育、科研及知識轉移方面的優勢,支持國家建設教育強國、科技強國和人才強國,並為香港融入和服務國家發展大局、提升國際競爭力,以及實現高質量發展作出更大貢獻。

放映紀錄片《孔子》 弘揚中華文化

為積極弘揚中華文化,理大自2024年起舉辦「理大中華文化節」系列活動,透過多元文化體驗加深年輕一代對中華文化的認識與欣賞,厚植國家與民族認同感。作為本屆文化節活動之一,升旗儀式後理大於賽馬會綜藝館放映紀錄片《孔子》。孔子創立的儒家思想是中華傳統文化核心根基,深刻影響中華民族價值體系的傳承演進。這套首次於香港放映的紀錄片以動人影像立體呈現這位著名思想家、政治家及教育家。升旗儀式及電影放映活動分別有接近400位嘉賓及理大社群參與。

理大今早於校園舉行升旗儀式,慶祝香港特別行政區成立29周年。

理大今早於校園舉行升旗儀式,慶祝香港特別行政區成立29周年。

是次升旗儀式由中國人民解放軍駐香港部隊及理大學生升旗隊負責。

是次升旗儀式由中國人民解放軍駐香港部隊及理大學生升旗隊負責。

升旗儀式由理大校董會主席林大輝博士(左七)、署理校長黃永德教授(右七)、中華人民共和國中央人民政府駐香港特別行政區維護國家安全公署二級巡視員宋一平先生(左六)及外交部駐港特派員公署領事部副主任田振峰參贊(右六)主禮。校董會主席葉中賢博士(左五)、大學顧問委員會主席顏吳餘英博士(右五)、大學司庫李健先生(左四)、大學顧問委員會榮譽主席鍾志平博士(右四)、榮休校長潘宗光教授大紫荊勳賢(左三)及高級副校長(研究及創新)趙汝恒教授(右三),聯同一眾理大校董會成員、大學顧問委員會成員、管理層、榮譽博士、大學院士、傑出校友、理大基金會成員,以及近400名嘉賓、師生和校友出席儀式。

升旗儀式由理大校董會主席林大輝博士(左七)、署理校長黃永德教授(右七)、中華人民共和國中央人民政府駐香港特別行政區維護國家安全公署二級巡視員宋一平先生(左六)及外交部駐港特派員公署領事部副主任田振峰參贊(右六)主禮。校董會主席葉中賢博士(左五)、大學顧問委員會主席顏吳餘英博士(右五)、大學司庫李健先生(左四)、大學顧問委員會榮譽主席鍾志平博士(右四)、榮休校長潘宗光教授大紫荊勳賢(左三)及高級副校長(研究及創新)趙汝恒教授(右三),聯同一眾理大校董會成員、大學顧問委員會成員、管理層、榮譽博士、大學院士、傑出校友、理大基金會成員,以及近400名嘉賓、師生和校友出席儀式。

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