【人物專訪】致力於研發再生能源材料,讓科技創造和平——專訪林唯芳教授

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5/11(六)林唯芳教授主講:「由太陽能轉換的綠色電能與燃料」

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採訪、撰文|李宜靜

臺灣大學材料科學與工程學系 林唯芳 名譽教授與她的實驗室成員們|來源:講師提供

審訂|林唯芳 教授

穿越工業起飛的年代:與材料科學結緣

臺大材料科學與工程學系名譽教授林唯芳,起初認識工科是在臺北工專五年制化工系。當她畢業時,正值臺灣工業起飛的年代,電腦技術正開始發展,該領域的薪水是其他行業的7-10倍,她意識到家裡經濟需要,並且自己對材料、電腦IBM也有興趣,因此便繼續就讀研究所。不過當時的臺灣在這些技術上與其他國家相比仍相對落後,因此她便申請了美國的研究所,出國進修,而這一待就是25年。這期間,林唯芳不僅完成了博士學位,也開始在美國業界的研發單位工作。

1978年高分子化學博士畢業後,林唯芳到美國西屋電氣公司 (Westinghouse Electric) 工作,在那裡,她累積了很多的實戰經驗。這是一間發展核能電廠、戰鬥機、雷達接受器的公司。在當時,西屋與奇異電器 (GE) 是美國兩大電力龍頭公司,西屋是以交流電起家,而奇異電器則是由直流電創業,兩者在商業上持續角逐,後來西屋公司則主要朝軍工業發展,主打產品的功能性、殺傷性。林唯芳在擔任研究員一段時間後,開始逐漸思考,這些研究應該用在和平用途才對!因此選擇轉職成為大學教授。在因緣際會下,林唯芳又回到了臺灣,走入椰林大道,在臺灣大學材料學系任教。

 

回臺任教,致力於發展太陽能電池材料

林唯芳的實驗室主攻光電元件及生物醫學,這兩個看似相差極大的領域,但對她來說,材料科學本來就是一門應用科學,是透過設計合成基礎材料而成,因此主要掌握的是基礎科學知識,因此兩者的基本功是一致的。但為什麼後來又會走向太陽能電池材料的研發呢?她說,剛回國時,手機通訊在臺灣正是起步的階段,而無線通訊的原理與雷達類似,因此她在西屋所學習到的經驗剛好可以應用。後來因為持續研究通訊元件、奈米及混摻材料,因而有機會與電機系老師合作,發展量子點發光二極體,也就是會發光的奈米粒子應用。跨入能源相關領域研究後,又因此有了與美國團隊共同發展高效率輕薄太陽能電池的研究機會,而她也以此主題作為新的研究方向,至今仍然不斷地有最新的發現。

以前太陽能板的發電效率僅約18%左右,但現在已經可以達到近30%!這是林唯芳引以為傲的研究成果,目前也已經發表到世界頂級的期刊。過去太陽能電池的材料主要以「矽晶」為主,林唯芳的研究室結合鈣鈦礦與矽晶材料,藉此來提高發電效率。臺灣土地小,每一寸土地都非常珍貴,因此發電效率的增加在臺灣顯得重要。但此項研究結果可不僅適用於臺灣,在全球淨零的趨勢下,持續發展最新的再生能源技術尤為重要,而藉由突破性的貢獻,也更能讓國際看見臺灣的科研能力。

除了提高太陽能電池的發電效率外,林唯芳也致力於和其他領域結合。例如,近年來,他們開始發展半透明的光電板材料,讓光電板可以蓋在溫室上,且依然可以讓光進入溫室中,形成真正的農電共生!而在進行此項研究時,除了她本身的光電材料背景知識外,還需要和農業技術方面的科學家合作,以調控光線的角度、配合植物的生長習性,於是她便與歐洲團隊共同合作,希望能成功研發這項重要的技術。對她來說,科技是沒有國界的!

 

70歲屆齡退休,但仍然對研究充滿熱忱

林唯芳在三年前(2021年)退休,在臺灣大學總共任教了27年。在退休時已經屆齡超過70歲的她,仍然對研究有著極大的熱忱。現在她除了是臺大材料系的名譽教授外,還在明志科大擔任講座客座教授,持續為全世界的能源議題貢獻心力,尋求更佳的解方。

本場次講座的主題為「由太陽能轉換的綠色電能與燃料」。林唯芳認為,太陽能是一種取之不竭的能源,過去我們僅使用太陽能來曬衣服,但透過科技,太陽能可以有效地轉成電能!這是在面對能源轉型下,必定得持續發展的方向,因此她也希望透過此講座,講述太陽能的基本發電原理以及太陽能電池的最新發展,讓更多民眾認識、熟悉這項新興綠能。訪談的最後,她還分享,除了太陽能以外,氫能也是凈零轉型下的最新趨勢,而她與研究團隊們也正在研究如何使用太陽能來產生氫能,使發電效率能夠更高。

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