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Researchers claim low-cost solar cells based on abundant metals

五月 8, 2012
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Researchers claim low-cost solar cells based on abundant metals

Anne-Françoise PELE    5/4/2012 2:06 PM EDT

http://www.eetimes.com/electronics-news/4372400/Talk-from-the-hip-at-Microchip

PARIS – Researchers at the University of Basel, in Switzerland, said they have defined an approach to developing sustainable and renewable photovoltaics devices. This approach paves the way for low-cost solar cells based on abundant metals, according to an article published in the Chemical Communications journal.
Dye-sensitized solar cells (DSCs) consist of a semiconductor, titanium dioxide, which is coated with a colored dye. The dye absorbs sunlight and injects an electron into the semiconductor.

This is the primary event leading to the photocurrent, chemists said.
Researchers claimed they have achieved two breakthroughs. Firstly, they said they have developed a strategy for making and attaching colored materials to the surface of titanium dioxide nanoparticles. Secondly, they said that they have demonstrated that simple compounds of the readily available metal zinc may be used. The achievement was finding a method for the simultaneous synthesis of the dye and its attachment to the semiconductor surface, the team said.
Dye-sensitized solar cells have been assembled using a sequential approach: a TiO2 surface was functionalized with an anchoring ligand, followed by metallation with Zn(OAc)2 or ZnCl2, and subsequent capping with a chromophore functionalized 2,2′:6′,2″-terpyridine; the DSCs exhibit surprisingly good efficiencies confirming the effectiveness of the new strategy for zinc-based DSC fabrication.

Comparative testing of ruthenium and zinc dye-sensitized solar cells

The team of chemists noted that DSCs use ruthenium dyes, but ruthenium is very rare and expensive. Then, they have demonstrated that dyes from abundant and relatively inexpensive copper were effective in DSCs and the extension to cheap zinc compounds further increases the sustainability of the materials science.
"This is a significant step towards our dream of coupling photovoltaics and lighting in an intelligent curtain which can store solar energy during the day and function as a lighting device at night,” declared Ed Constable, professor at the University of Basel, in a statement. “This is at the core of our ERC research program Light-In, Light-Out."

Testing dye-sensitized solar cells under an artificial sun

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東京大學開發的量子點型太陽能電池,100倍聚光時電池單元轉換效率超過20%

三月 23, 2012
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東京大學開發的量子點型太陽能電池,100倍聚光時電池單元轉換效率超過20%

http://big5.nikkeibp.com.cn/news/econ/60340-20120320.html

東京大學尖端科學技術研究中心教授岡田至崇

開發的中間帶方式的量子點型太陽能電池單元

在100倍聚光時的電池單元轉換效率達到了20.3%。

該成果是與馬德里理工大學共同研究而獲得的,

詳細內容將在2012年4月16~18日于西班牙托萊多舉行的國際學會

「CPV-8(8th International Conference on Concentrating Photovoltaic Systems)」上發表(學會網站)。

  中間帶方式的量子點型太陽能電池只單純注入量子點還不夠,還必須要保證中間帶能夠發揮作用。

以前岡田教授在中間帶方式的量子點型太陽能電池的多項研究中,

已經證實了室溫下經由中間帶的兩個能級的光吸收可增加電流。

  此次為了對已經證實中間帶能夠發揮作用的電池單元用於聚光系統時的特性進行測評,

岡田教授與擁有聚光系統評測設施的馬德里理工大學展開了共同研究。

  共同研究獲得了以下成果:

100倍聚光時電池轉換效率達到20.3%,1000倍聚光時電池轉換效率達到21.2%。

今後將增大量子點的密度,同時對層構造進行降低串聯電阻的改進,

使電池單元能承受聚光產生的大電流,還將改進電極構造,

力爭在100倍聚光時實現35%的電池單元轉換效率,

在1000倍聚光時實現45%的電池單元轉換效率。

(記者:河合 基伸,《日經電子》)

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Purdue students build street-legal 2, 200 mpg solar powered car

四月 26, 2011
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Purdue students build

street-legal 2, 200 mpg solar powered car

http://www.physorg.com/news/2011-04-purdue-students-street-legal-mpg-solar.html

Purdue students build street-legal 2, 200 mpg solar powered car

Ted Pesyna, at left, president of Purdue Solar Racing, and Brian Kelley, a junior in computer engineering and member of the solar-car team, show their new vehicle, Celeritas.

The car achieved the equivalent of nearly 2,200 mpg while winning the urban division of the Shell Eco-marathon Americas, an international contest for college and high school students to design and build the most fuel-efficient vehicles. (Purdue University photo/Andrew

(PhysOrg.com) — The Purdue Solar Racing team’s solar-powered urban commuter car achieved the equivalent of almost 2,200 miles per gallon in the 2011 Shell EcoMarathon international competition this week in Houston.

The Purdue Solar Racing team’s solar-powered urban commuter car achieved the equivalent of almost 2,200 miles per gallon in the 2011 Shell EcoMarathon international competition this week in Houston.

2,564 miles per gallon achieved at Shell Eco-marathon: http://www.physorg … arathon.html

The Celeritas prototype can handle a full-sized driver seated upright in a car equipped with headlights, taillights, a trunk, energy regenerative braking, pothole-handling suspension and rearview backup cameras. The car, equipped with five onboard computer systems, generated so much electricity it was in jeopardy of overloading its onboard batteries. Subsequent versions of the car may include an air-conditioning unit to make it even more comfortable and to consume excess electricity. The team is applying for a VIN number and license plate to make it a street-legal experimental vehicle.

Team president Ted Pesyna, a senior from Indianapolis, said the students couldn’t be more pleased with their results in what was their first year competing in the urban division.

"We have clearly demonstrated the feasibility of an electric car that requires no burning of fossil fuels," Pesyna said. "Thousands of hours went into creating this machine but it is so worthwhile when the results show that we will eventually be able to move beyond oil for our transportation needs."

The team is drawn from an array of undergraduate programs including mechanical, electrical and computer engineering and aviation technology. It spent one year designing the $90,000 prototype and one year building it. The effort is funded largely through contributions from corporations and several Purdue schools and colleges.

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智慧型單車 健康管理有一套

十二月 28, 2010
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智慧型單車 健康管理有一套

獲獎同學向參觀貴賓解說智慧型單車的多項功能。

(崑山科大提供)

記者林孟婷/永康報導

騎單車不僅可運動還能幫忙身體健康管理!

崑山科技大學電子工程系生醫訊號處理研究室師生,

將單車結合健身器材的電子紀錄表功能,

可為自行車騎士分析完整的運動狀態,

也能達到運動休閒與健康管理需求。

崑山科大電子工程系生醫訊號處理研究室

學生鄭詠聰、陳昌廷、魏文昌、李明杰,

在老師林俊宏指導下所設計的「整合網路地圖之複合式自行車表」,

奪下教育部主辦「全國微電腦應用系統設計製作競賽」大專組「儀錶類」第一名。

校方表示,該項作品結合跑步機的電子儀表,

可為自行車騎士分析騎乘速度、坡度、心跳等紀錄,

還能將紀錄存放於USB隨身碟內透過電腦進行離線式分析,

便可與Google Map、GPS結合。

過去自行車騎士無法在運動時了解自我生理狀況,

這套系統 經由與Google Map、GPS的功能結合,

可在騎乘路段及導航紀錄之外,

分析騎乘路段對生理狀況產生的變化,

進一步妥善安排專屬的運動計畫。

同時利用「摩擦輪」設計,

將動能轉為電能以提供儀表板部分用電,

節省電力消耗,達到節能減碳目標。

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新太陽能燃料機 仿效植物生態發電

十二月 27, 2010
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新太陽能燃料機

仿效植物生態發電

http://www.libertytimes.com.tw/2010/new/dec/27/today-int8.htm

〔編譯俞智敏/綜合報導〕

美國與瑞士研究人員最近研發出一種

模仿植物生態的太陽能發電原型裝置,

利用陽光與一種名為氧化鈰(ceria)的金屬氧化物,

把二氧化碳或水分解為可以儲存並運輸的燃料。

這項研究成果已發表在「科學」期刊上。

英國廣播公司(BBC)報導,

傳統光伏發電板(photovoltaic panels)

所產生的電力必須在原地使用,

也無法在夜間發電。

最新研發出來的太陽能發電原型裝置則是使用一塊石英窗與凹洞,

把陽光集中在一個塗有氧化鈰的圓柱裡。

氧化鈰具有受熱時可自然排出氧氣,

冷卻時吸入氧氣的特性。

在這款原型裝置中,二氧化碳以及/或水被打進裝置中,

氧化鈰受到冷卻就會迅速吸進其中的氧氣,

製造出氫或/以及一氧化碳。

這些生產出的氫可用於汽車氫燃料電池中的燃料,

而結合氫與一氧化碳則可製造出合成氣(syngas)作為燃料使用。

這項裝置的發明者表示,

在太陽能反應器中操控氧化鈰能夠吸收與排出氧氣的特性,

正是這項研究的重大突破,

而且氧化鈰是「稀土」金屬中數量最充足者,

應用上相當方便。

研究人員還說,同樣的裝置也可用來製造甲烷。

但這種原型裝置的效能仍然不佳,

在被導入裝置的太陽能中,只有0.7%到0.8%用來製造出燃料。

大部分的能源都經由反應器壁,

或因陽光透過裝置的開口再輻射所造成的熱損失而消耗殆盡。

但研究人員有信心,在使用更好的絕緣體及較小開孔後,

太陽能的轉換效率可提高至19%。

這種轉換率就足以製造出可用的商業太陽能發電裝置。

加州理工學院(Caltech)教授海爾表示,

這種太陽能反應品可用來製造運輸燃料,

或被用於大規模的太陽能發電廠中。

雖然外界認為這項裝置模仿植物生態,

也就是使用二氧化碳、水及陽光來製造能源,

有如植物的光合作用,

但海爾教授認為,

這種類比恐怕過度簡化發電過程。

全球最小9奈米記憶體/一平方公分大 儲存一座圖書館

十二月 15, 2010
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全球最小9奈米記憶體/

一平方公分大

儲存一座圖書館

http://www.libertytimes.com.tw/2010/new/dec/15/today-life13.htm

國家奈米元件實驗室組長何家驊表示,

九奈米電阻式記憶體晶胞如果做成一平方公分的面積,

相當於儲存一個圖書館的文字資料。

(記者湯佳玲攝)

〔記者湯佳玲/台北報導〕

未來五百G硬碟可能只有一平方公分大!

財團法人國家實驗研究院國家奈米元件實驗室,

開發出全球最小的九奈米超節能記憶體陣列晶胞,

記憶量比現行快閃記憶體增加二十倍,

耗電量降低兩百倍,引起國際重視。

目前可攜式3C產品,不論是隨身碟、

手機內的記憶卡或iPad的硬碟皆以三十二奈米的傳統快閃記憶體為主流,

二十二奈米記憶體預估明年問世。

但是快閃記憶體從二十二奈米到十六奈米的微縮技術卻遇到瓶頸。

國家奈米元件實驗室

今年開發出全球最小的九奈米電阻式記憶體陣列晶胞,

研發團隊領導人何家驊組長表示,

九奈米電阻式記憶體晶胞是比B型流感病毒還要小約一百倍的完美工藝,

如果做成一平方公分的面積,可容納超過五千億顆記憶晶胞。

在指甲般大小的晶片裡,

可以儲存一百小時的3D立體電影或一百萬張照片或

十萬首MP3歌曲或兩百小時的DVD影片,

相當於可以儲存一個圖書館的文字資料。

何家驊說,全球快閃記憶體的市場約有一兆元新台幣,

但是台灣產值占不到一%。

看好九奈米記憶體可能在十年內取代快閃記憶體而成為記憶體的主流,

市場規模達兩兆,只要台灣專利佈局得宜,

有機會拿下全球十%、也就是約兩千億元的市場。

自行車隊管理系統 領隊掌控行蹤 俗擱安全

十二月 8, 2010
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自行車隊管理系統

領隊掌控行蹤

俗擱安全

http://www.libertytimes.com.tw/2010/new/dec/8/today-life9.htm

單車車隊管理系統提供領隊目前車隊長度資訊,速度過快或過慢的隊友,也會出現警示。

(記者陳炳宏攝)

資訊月不但要進場搶便宜,更要到主題館看看智慧生活的運用,

工研院資通所研發的「單車車隊管理系統」,

不僅可讓自行車隊領隊掌握隊友位置、安全,

未來也可用來追蹤家中孩童、銀髮族行蹤,單顆電池可工作達十五個小時。

這套系統已供捷安特、功學社等車隊使用,

以GPS每十秒回報一次座標,

一天十小時計算,

一個月僅需兩百元。

(圖文:記者陳炳宏)

改造電燈開關面板 台科大獲創意設計獎

十二月 8, 2010
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改造電燈開關面板

台科大獲創意設計獎

http://www.libertytimes.com.tw/2010/new/dec/8/today-life8.htm

台科大設計所學生崔恩銓(右起)、趙紹綸、

林宏榮作品「掘」(After turn off )改造開關面板,

利用電源提示燈微弱光線,投射出各種圖案,

獲得「2010 台灣國際學生創意設計大賽」

全場大獎與獎金40萬元。

(記者張嘉明攝)

「隱形票根」改良電影院門票、

以「打洞」以顯示座位號碼,

只要拿起票根往螢幕一照,

螢幕光線就會穿透打洞的票根,

顯示出自己的座位號碼,避免電影開演後、

找不到座位的窘境。

(台科大提供)

台科大設計所學生

崔恩銓、趙紹綸、林宏榮作品「掘」(After turn off )改造開關面板,

利用電源提示燈微弱光線,投射出各種圖案,

獲得「2010 台灣國際學生創意設計大賽」全場大獎與獎金40萬元。

(記者張嘉明攝)

 

〔記者陳怡靜/台北報導〕

關燈後,黑暗中竟出現藝術燈光投射。

走進昏暗電影院,將票根往銀幕一照,

就可輕鬆顯示座位號碼。

這些都是台灣科技大學設計所學生的巧思,

電燈開關「掘」還奪下台灣國際學生創意設計大賽的全場最大獎、可獲四十萬獎金。

「想讓人感受黑暗中的幸福!」崔恩銓、林宏榮與趙紹綸從「幸福感」發想、

巧妙改造電燈開關,以「掘(After turn off)」取代目前開關上的微弱顯示光源,只要關燈,

開關面板會在牆上投影出溫暖的台灣梅花鹿,讓人更方便在暗處尋找開關。

趙紹綸指出,「希望讓關燈變很有趣,也提醒人隨手關燈,會心一笑,還能節能減碳」。

林宏榮也說,很多單身上班族回家面對的是空蕩黑暗的套房,

孩子們也難免怕黑,「希望這個小設計能讓單身不孤獨、孩子不怕黑」!

設計看似簡單,但得讓厚度約一公分的面板正確投影,

「燈與牆壁的距離、投射角度、雕刻圖形都是學問,

只要一點不對,就無法投射出漂亮的影子」。

曾獲iF設計獎的葉鑫與陳彥廷設計的「防卡水溝蓋」,

則奪下台灣國際學生創意設計大賽產品設計類金獎,

以三十度斜角解決女性穿高跟鞋走路時的「卡跟」問題。

而「設計二人組」葉銘泓與賴忠平又攜手合作,

兩人與同學黃品甄設計出「隱形票根」,奪產品設計類銀獎。

「隱形票根」改良電影院門票、以「打洞」顯示座位號碼,

只要拿起票根往銀幕一照,銀幕光線就會穿透打洞的票根,顯示出座位號碼,避免電影開演後、找不到座位的窘境。

日本成功研發氨合成新工藝 有望成為新能源

十二月 6, 2010
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日本成功研發

氨合成新工藝

有望成為新能源

12.06 09:20【共同社12月6日電】

http://china.kyodo.co.jp/modules/fsStory/index.php?sel_lang=tchinese&storyid=88096

東京大學催化反應工程學副教授西林仁昭帶領的研究小組成功研發出一種新工藝,

可大幅減少氨在合成過程中的成本。此項成果於5日發表於英國《自然-化學》雜誌的網絡版上。

氨燃燒能提取能源,且只產生氮和水,

不會對環境造成污染,是一種理想燃料。

然而,此前氨合成的工藝必須在高溫高壓下才能完成,

將消耗大量化石燃料,成本很高。

該新工藝通過使用一種含鉬的化合物作為催化劑,

便可在常溫常壓下完成氨合成,

合成過程不使用任何其他燃料,大幅減少了氨合成的成本。

西林表示,

“氨可以成為替代化石燃料的下一代新能源,這一發現是重要一步。”

(完)

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首爾發明展/台灣33金 首獲團體總冠軍

十二月 5, 2010
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首爾發明展/

台灣33金 首獲團體總冠軍

勤益科大複合養殖與空氣清淨系統勇奪全場次首獎。

(台灣發明協會提供)

北台技術學院的「改良式排氣管」獲金牌與大會特別獎。

(台灣發明協會提供)

〔記者湯佳玲、陳怡靜/台北報導〕

二○一○年韓國首爾國際發明展昨天頒獎,台灣代表團一舉摘下三十三金、三十二銀、三十二銅,並獲得兩個大會特別獎,首度在韓展中獲得團體總冠軍殊榮。

本屆韓國發明展共有來自世界三十六國、六百五十一件作品參賽,台灣有一百零三件作品、七十五人參展,是此次國外展團的第一大團。其中,學校作品有六十多件,佔了大約三分之二。

台灣大專院校表現相當不俗,遠東科技大學七項作品獲得六面金牌,堪稱最大贏家,其中,「具有學習刷牙功能的裝置」與「遠距健康關懷之系統與方法」分奪下兩金與大會特別獎及俄羅斯特別獎;勤益科大以「複合養殖與空氣清淨系統」勇奪全場次首獎;北台灣科學技術學院的「改良式排氣管」也是獲得金牌與大會特別獎。

北台灣科技學院研發長蔡彥欣指出,奪金的「改良式排氣管」目前已申請專利且量產販售,是用於機車上的創新設計,可改良排氣效率、能有效提升機車引擎馬力達七%,若以同樣加油量、則可增加二成五的行車里程數,達到節能減碳的功效。

台灣代表團團長陳宗台指出,大會重視實品發明,只攜帶海報去參展的作品就比較吃虧。他說,泰國的陣仗也滿大的,但是台灣發明的東西技術性高多了。大會今年頒出了五個次首獎,台灣就佔兩個,分別是固昌公司「市話藍芽耳機結合裝置」和勤益科技大學發明的「複合養殖與空氣清淨系統」。

本屆參賽人當中,有一位嘉義崇文國小六年級學生蔡宛妏,她和哥哥蔡承邑與當麵包師傅的媽媽曾薇蓉共同發明了 「奶油果醬刮取塗抹器」,結合刮取和塗抹功能,可以有效刮取奶油或果醬,成為台灣團隊中年紀最輕的小小發明家。

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