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■黃維揚製造的金屬有機材料,能設計出能源效益更佳、生產成本更低的發光發熱體,榮獲上年度的國家教育部自然科學獎一等獎。 香港文匯報記者高鈺 攝
——研有機金屬化合物 製低成本OLED太陽能電池
香港文匯報訊(記者 高鈺)工廠在生產過程中排放的污水、發電廠運作時釋出的廢氣,一幕幕觸目驚心的畫面,是人類摧殘地球的寫照,故不少科學家均致力研究更環保的材料和能源。香港浸會大學化學系講座教授黃維揚以化學合成,設計出「金屬乙炔類聚合物」和「金屬磷光化合物」等嶄新材料,能應用於「有機發光二極管」(OLED)和「太陽能電池」等發光發電器件,其生產成本、能源損耗均比傳統材料低,是「低成本高效益」的理想材料。他憑該研究獲國家教育部頒發2010年度高等學校科學研究優秀成果獎(科學技術)自然科學獎一等獎。
黃維揚的研究名為「多功能金屬有機聚合物/磷光材料及其在新興領域的應用研究」。黃維揚接受香港文匯報訪問時表示,電燈泡和光管是現時最常用的照明器件,雖然它們的發光效益佳,但其發光的所需能量亦很大,「電燈泡高達200瓦特(Watt),即需相同瓦特的能源才能開啟」。
減顯示屏生產成本
他研究的有機金屬化合物,能加入多種性質較穩定的金屬,如鉑(Platinum)、氫(Hydrogen)、碳(Carbon)和氧(Oxygen)等,大大提升能源轉換效益,其生產出的「有機發光二極管」僅需幾個瓦特便能啟動,而且光度比燈泡和光管均要高,大大減低能源損耗和溫室氣體排放。
黃維揚表示,該發光材料可製造各種顯示屏,其成本比液晶顯示屏更低,「有機發光二極管能直接發光,因此色域較闊,亮度和對比度亦較大,即使視角接近90度,色彩仍不會扭曲」。他續指,三原色紅、綠、藍構成白光照明的基本光調,但新材料僅需以兩種顏色、甚至單色便能產生白色,「可以用藍色加黃色或橙色,亦能產出白光」。由於運用的顏色較少,亦可有效降低生產成本。
液化材料生產靈活
以新材料生產的「太陽能電池」,其生產成本遠較以矽(Silicon)生產的產品低。黃維揚表示,一般「太陽能電池」以矽生產,雖然能源轉換效能佳,但成本高昂。他解釋,矽的結構並不柔軟、難以扭曲,因此要先以真空加熱,經氧化後再轉換成特定固體,才能製成電池,「製作用的晶體硅需要高純度和高真空製作,十分昂貴」。
他研製的有機聚合物轉化為溶液狀態,透過噴墨印刷(inkjet printing)或旋轉塗佈(spin-coating)等較簡單的方式注入模具內,再製成電池,令生產過程更靈活,成本更低。
一步到位 製納米儲存器
黃維揚表示,新材料除能應用於發光發熱器件上,亦可「一步到位」製造出納米磁性器件,用作儲存大量資料。他表示,現時的納米儲存工具需經兩個步驟才能製成,但以他的金屬有機聚合物,則只需1個步驟便能合成出器件,而最大的儲存量與一般儲存器無異。
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