以三陽離子與磺胺酸添加劑製備高效能錫鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦電池可以解決鉛鈣鈦礦電池的毒性問題，但是其穩定性是一大挑戰。本研究是利用添加物工程來優化三陽離子(FA/IM/Cs)錫鈣鈦礦太陽能電池。實驗先從FA/IM二元陽離子開始，最佳化效能在FA/IM=90/10達成，再進行FA/IM/Cs三元陽離子的優化過程，達成其88/10/2的最佳化比例，最後在此三元陽離子架構下進行磺胺酸(SA)的元件最佳化工程，發現在1% SA的添加下可以達到元件效能PCE = 12.5%的最佳化紀錄，而由TOF-SIMS與in-situ XPS的實驗可以得知，IM與SA有效鈍化錫鈣鈦礦表面，且SA在照光下會由zwitterion形式轉換為acid/base的形式而有效地還原四價錫離子為二價錫離子，同時TCSPC的研究顯示三元陽離子與SA有效降低晶體缺陷，合理的解釋了其元件效能的增長。
Chun-Hsiao Kuan, Juin-Min Chih, Yu-Cheng Chen, Bo-Hong Liu, Chia-Hsin Wang, Cheng-Hung Hou, Jing-Jong Shyue, and Eric Wei-Guang Diau,* “Additive Engineering with Triple Cations and Bifunctional Sulfamic Acid for Tin Perovskite Solar Cells Attaining PCE 12.5 % without Hysteresis”, ACS Energy Lett., 7, 4436−4442 (2022).
利用混陽離子鈣鈦礦奈米粒子進行無水自我光催化二氧化碳還原反應
二氧化碳是造成全球暖化的元凶，為了能夠有效降低二氧化碳的濃度，科學家使用光催化的方式來還原二氧化碳產生一氧化碳及其他一碳或多碳的綠色化學燃料，在光催化的過程中，水最常拿來做為其氧化過程產生氧氣的物質，但若使用鈣鈦礦奈米晶體(PeNC)作為光催化劑，則水的存在則可能造成PeNC的破壞而降低其穩定性。本實驗設計可以提供質子的CF PeNC光催化劑，在無水條件下進行二氧化碳還原反應在氣固相下產生破紀錄的一氧化碳產率，並且以DRIFT紅外光譜來探討其反應機制，提供世界上第一個自我光催化CO2裂解反應的例證。
Sumit S. Bhosale, Aparna K. Kharade, Sudhakar Narra, Sue-min Chang* and Eric Wei-Guang Diau*, “Self-Photocatalytic Splitting of Carbon Dioxide using Co-cationic Perovskite Nanocrystals in the Absence of Water”,ACS Energy Lett., 8, 280-288 (2023).