近年來由於石油價格居高不下以及節能減碳意識抬頭，使用再生能源已成為未來的趨勢。在各種再生能源中，最豐富但尚未善加利用的，即是近來最受矚目的太陽能。本實驗室的研究方向為結合奈米科技與太陽能電池元件技術，主要的研究主題如下：


1. 染料敏化太陽能電池/鈣鈦礦太陽能電池/有機太陽能電池
本實驗室已累積了許多有機太陽能電池材料、元件製作以及光電特性分析的經驗與基礎，未來將繼續研究各種太陽能電池元件，包括：染料敏化太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池、高分子太陽能電池、小分子太陽能電池、以及有機/無機混層太陽能電池，並且研製堆疊串接型太陽能電池。

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                                                   染料敏化太陽能電池                            堆疊串接型太陽能電池




2. 奈米結構太陽能電池
本實驗室將應用奈米科技於太陽能電池，嘗試將各種不同的材料製作成奈米結構，例如奈米柱 (Nano-Rod)、奈米管 (Nano-Tube)、奈米線 (Nano-Wire)等，並與太陽能電池結合，以提升元件的光電特性。

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                                電子在不同奈米結構傳輸情形                         結合奈米結構與高分子材料




3. 太陽能電池光學結構
將研究各種光學膜層、光散射結構層、或是微光學元件如微鏡陣列 (Micolens arrays) 等能增加光學利用率的材料或結構，並與太陽能電池結合，以增進太陽能電池元件的效率。

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                               太陽能電池光散射結構層                                        微鏡陣列的SEM圖
 



4. 奈米光電材料應用
將研究奈米材料的成長技術，針對不同的奈米材料適合的成長方法進行研究，包含物理氣相沈積法(PVD)：如熱蒸鍍 (thermal)、濺鍍 (Sputtering)；與化學氣相沈積法 (CVD)：如低壓化學氣相沈積法(LPCVD)、電漿輔助化學氣相沈積法(PECVD)；同時嘗試製作不同 形狀之奈米結構，如奈米粒子 (Nano-particle)、奈米柱 (Nano-Rod)、奈米管 (Nano-Tube)等。並分析各種奈米結構的物理特性與光電特性，或與其他光電元件結合，如發光元件、太陽能電池等，期能更進一步了解奈米材料之特性，找到更廣泛的應用。
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                                    蒸鍍製作之奈米銀顆粒                                          奈米碳管
   



5. 軟性電子/光電元件
近年來軟性電子 (Flexible Electronics)已成為科技界熱門議題，國內各研究單位皆把此領域視為十分重要的發展方向。本實驗室將研製軟性基板電子元件，包含可撓有機太陽能電池 (Organic Photovoltaic Device) 、有機薄膜電晶體 (OTFT) 以及有機發光元件 (OLED)  等。並將針對可撓性材料進行相關的基礎研究，期望未來在這個方面的研究能為軟性電子的實際應用帶來幫助。
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                                        軟性基板太陽能電池                                    軟性基板OLED顯示器

 



6. 不同光電元件的整合/結合
將上述各個研究的光電元件如太陽能電池、光感測元件、發光元件、薄膜電晶體、感測器等做整合，製作成具多功能元件 (Multifunctional Device)、聰明元件 (Smart Device)，為下一個世代的科技與應用勾勒雛形。