以原子層沉積技術開發功能性材料及其於綠色能源科技之應用研究：太陽能電池、電解水產氫技術與超級電容器

綠色能源技術之開發已成為世界各國能源政策的軸心，但現行技術存在許多難題亟待克服，其中 的關鍵為：（1)缺乏符合經濟效益、高品質之功能性材料；（2)元件結構之設計有待改良。原子層沉 積（atomic layer deposition, ALD)技術具有無瑕疯、優異立體覆蓋率、低溫製程、極佳的大面積鍍膜 均勻性等優點，非常適合應用於綠色能源技術之開發。因此，本研究以ALD技術為主軸，開發多種 新穎功能性材料（包括：薄膜與垂直有序排列之奈米柱），並搭配微觀技術分析、模擬計算與元件工 程，分別驗證ALD技術於鈣鈦礦太陽能電池、電解水產氫以及超級電容器之可行性，實現低成本、 高效率、高穩定性、簡易製程、可大面積量產之綠色能源技術。ALD技術之可行性已初步獲得證實， 並有許多突破性之成果產出。在太陽能電池技術方面，以ALD ZnO與NiO薄膜做為載子傳遞層達到 優異之光電轉換效率：16.1% (面積：0.04 cm2)與14.2% (面積：6 cm2)。此外，ALD Ti02/Al203 奈米堆疊薄膜之氣體滲透率達到封裝阻氣薄膜之需求。在超級電容器方面，以ALDZnO/NiO core-shell 奈米柱做為電極材料展現高比電容值（1947 F/g)與良好循環穩定性（>1400次）。本研究内容涵蓋基 礎科學之研究及光電元件之應用，研究成果對於實用性綠能技術之開發提供了嶄新的策略，亦可促進 前瞻元件技術之發展。