新聞及香港科大故事

太陽能電池的效能與壽命往往取決於材料之間的微小界面。香港科技大學（科大）研究人員近日參與兩項研究，發現透過精準設計的分子界面層，可顯著提升新一代鈣鈦礦疊層太陽能電池的效能及耐用性。兩項研究分別刊登於學術期刊《Joule》（影響因子為37.1）及《自然—通訊》，雖然針對不同疊層架構，卻帶出同一個核心訊息：分子界面並非單純連接不同材料的被動層，而是可主動引導鈣鈦礦薄膜結晶、減少能量損失、促進電荷傳輸，並保護器件免受退化影響的重要設計平台。這兩項研究由科大電子及計算機工程學系助理教授林彥宏教授及科大顯示與光電子全國重點實驗室高級經理楊思恩博士共同帶領，充分結合科大在鈣鈦礦界面設計、光學表徵及疊層器件物理方面的科研優勢。其中，科大電子及計算機工程學系研究助理教授李鳳珠博士領導《Joule》論文的研究工作；科大電子及計算機工程學系博士研究生張青清女士則為《自然—通訊》論文的主要研究團隊成員之一。林教授表示：「鈣鈦礦疊層太陽能電池發展到現階段，每一個界面都至關重要。這兩項研究展示了一個共同原理：分子界面可被設計成主動調控平台，用以優化結晶、減少能量損失及促進電荷傳輸，並在不同疊層架構中提升長期穩定性。」刊登於《Joule》的研究題為 《Interface-mediated crystallization enables PEDOT:PSS-free all-perovskite tandems with 29.1% efficiency and enhanced durability》，李博士為該論文的共同第一作者及通訊作者之一，研究聚焦兩端子單片式全鈣鈦礦疊層太陽能電池。此類電池透過在同一結構中疊加兩種具互補能隙的鈣鈦礦吸收層，有望突破傳統單結太陽能電池的效能上限，同時兼顧輕量化及潛在低成本製造潛力。

香港科技大學（科大）今天舉行科研成果發布會，展出多個於第51屆日內瓦國際發明展（發明展）獲獎的創新發明。科大揚威今屆發明展，62支參展團隊勇奪62項殊榮，包括13個評審團嘉許金獎、20個金獎、20個銀獎及9個銅獎。獲獎數量破歷年紀錄，獎項數量更是全港高等院校之冠。科大得獎發明涵蓋人工智能（AI）、電子、醫療健康科技、低空經濟及材料科學等多個策略科研領域，其中逾六成項目通過AI賦能取得科研突破，彰顯了科大在「AI + X」跨學科創新及成果轉化方面的獨特優勢和雄厚實力。科大副校長（研究及發展）鄭光廷教授表示：「科大一直致力推動科研突破和創新創業，日內瓦國際發明展的輝煌佳績不僅是科大與科大（廣州）強強聯手的成果，更凸顯了科大在醫療健康、AI、先進製造和新能源等領域的領先地位，亦是對科大卓越科研和知識轉移實力的高度認可。隨着與粵港灣大灣區各城市進一步融合，香港正迎來歷史性的機遇。大學作為關鍵的『創新引擎』，可善用北部都會區和河套區等對接國家戰略的重要平台。科大一直秉持『凡事皆可為』的精神，我們會繼續推動卓越研究及具影響力的知識轉移，為香港建設國際創新科技中心作出貢獻，並配合國家『十五五』規劃推動高質量發展，助力國家建設科技強國。」科大協理副校長（知識轉移）金信哲博士表示：「日內瓦國際發明展是年度創科界盛會，為科大科研人員提供了展示創新實力的重要平台，並透過與海外頂尖研究人員交流，促進創新技術突破和國際合作。這些獲獎發明亦充分展現了科大如何將創新研究轉化為實際應用，為居家醫療、建築、交通、環保等領域的全球性挑戰提供解決方案，以科研滿足社會需要，促進經濟發展。」會上，九支榮獲評審團嘉許金獎的科大團隊介紹及展示其獲獎項目，涵蓋醫療健康、低空經濟技術、新能源與機械人、工藝品質控制與數碼藝術範疇。項目簡介如下：醫療健康專為慢性阻塞性肺病患者而設的AI居家健康管理系統項目負責人：綜合系統與設計學部主任；計算機科學及工程學系、電子及計算機工程學系講座教授張黔教授

香港科技大學（科大）的研究團隊近日發現了一個新的材料體系，將有望改寫有機太陽能電池的未來發展。利用該材料造成的有機太陽能電池，能於接近零的電荷分離驅動力下，達到高效及高速的電荷分離。這意味著較環保的有機太陽能電池，可望媲美無機太陽能電池的效能水平。這項突破性的成果由科大化學系顏河教授領導的團隊發現，並於6月在Nature Energy雜誌上發表。有機太陽能電池是一項重要的第三代太陽能電池技術。然而，它需要0.3eV或以上的驅動力，才能進行發電的必須步驟，即電荷分離。這大大限制了有機太陽能電池的發展，因為對驅動力的需求，令有機太陽能電池無可避免地產生了較大的電壓流失，因而限制了它的光電轉換效率。這個科學界研究逾廿載的難題，如今可能被顏教授的團隊破解。科大團隊與瑞典林雪平大學的高峰教授、以及美國北卡羅來納州立大學的Kenan Gundogdu教授合作，於驅動力接近零的情況下，利用由新材料體系造成的有機太陽能電池，實現了於0.1-3皮秒間發生、超快速的電荷分離。這項突破將對有機太陽能電池產生革命性的影響。現時，即使是表現最佳的有機太陽能電池，也只能達到百分之12至13的光電轉換效率。若電荷分離所需要的驅動力被減至接近零，電池的最高轉換效率將可提升至百分之20至25，足以媲美當今最先進的無機太陽能電池。而相關成果亦引發了一系列包括有機太陽能電池中的電荷分離和複合是如何發生等問題，並將引起新一輪有關有機半導體材料中光物理過程的研究。