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圖解熱力學

為了解決太陽能發電原理與應用的問題，作者李適 這樣論述：

　　熱力學長久以來一直是大學部理工科系之主要課程，也是工程上極為重要之基本科學，更是許多公職考試、國營事業招考以及各類證照取得之必考科目。因此，本書從清晰簡潔之角度切入講解熱力學的主要架構及其內涵，並配合圖文生動的說明，使讀者在研讀此書時，極易掌握熱力學之重要基本原理與主題，並能條理清析地進一步理解其中之物理意義。   　　本書涵蓋熱力學有關之全部基本原理及其工程上常見之應用，為讀者在研究應用熱力學至各種專業領域之過程中，提供足夠的理論基礎與準備。此外，本書也納入許多不同類型考試之試題範例，希望能幫助到更多在學學生，使其在閱讀本書後能應用熱力學之基本知識及定理將理論與實務結合，同時也能幫助

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太陽能發電原理與應用進入發燒排行的影片

探索新型芳香銨鹽應用於穩定且有效率之二維鈣鈦礦太陽能電池研究

為了解決太陽能發電原理與應用的問題，作者蕭幃翰 這樣論述：

目次摘要....................................................................................................................................iAbstract............................................................................................................................iii目次.........................

..........................................................................................................v表目次.............................................................................................................................vii圖目次...........................................................

.................................................................viii第一章、緒論...................................................................................................................1 1.1前言...................................................................................................

...............1 1.2 太陽能電池原理.............................................................................................2 1.3 主流太陽能電池演進......................................................................................4 1.3.1 第一代矽晶太陽能電池............................................

...........................4 1.3.2 第二代薄膜型太陽能電池...................................................................5 1.3.3 第三代太陽能電池...............................................................................6 1.4 鈣鈦礦太陽能電池..........................................................

................................7第二章、文獻回顧.........................................................................................................11 2.1 二維Ruddlesden−Popper (RP) 鈣鈦礦太陽能電池....................................11 2.2 二維Dion–Jacobson (DJ) 鈣鈦礦太陽能電池..................................

..........19 2.3 二維/三維混和鈣鈦礦太陽能電池...............................................................27第三章、研究動機.........................................................................................................31第四章、實驗部分............................................................................

.............................33 4.1 實驗所使用之藥品與溶劑............................................................................33 4.1.1 藥品.....................................................................................................33 4.1.2 溶劑..................................

...................................................................33 4.2 材料合成........................................................................................................34 4.2.1 1,4-苯二胺二氫碘鹽(PDADI)……………………………………….34 4.2.2 1,5-萘二胺二碘鹽(NPDADI)………………………………………..34

4.2.3 4-胺碘吡啶-1-二碘鹽(4-APYDI)........................................................35 4.3 鈣鈦礦太陽能電池元件製作.......................................................................36 4.3.1 清洗ITO玻璃基板.............................................................................36 4.3.2 旋塗電

洞傳輸層.................................................................................36 4.3.3 製作鈣鈦礦主動層.............................................................................36 4.3.4 旋塗電子傳輸層.................................................................................37

4.3.5 旋塗電洞阻擋層.................................................................................37 4.3.6 製作金屬電極.....................................................................................37 4.4 實驗儀器................................................................................

........................38第五章、結果與討論.....................................................................................................39 5.1 二維鈣鈦礦太陽能電池................................................................................39 5.1.1 使用PDADI之二維鈣鈦礦太陽能電池............................

...............39 5.1.2 使用NPDADI之二維鈣鈦礦太陽能電池........................................48 5.1.3 使用4-APYDI之二維鈣鈦礦太陽能電池........................................56 5.1.4 二維鈣鈦礦太陽能電池總結.............................................................63 5.2 二維/三維鈣鈦礦太陽能電池..................

.....................................................68第六章、結論.................................................................................................................79參考文獻........................................................................................................................

.80表目次表2.1 n=1、n=2，n=3，n=4 (BA)2(MA)n−1PbnI3n+1與MAPbI3鈣鈦礦元件光伏參數.....13表2.2 (iso-BA)2(MA)3Pb4I13和(n-BA)2(MA)3Pb4I13之光伏參數..................................15表2.3 (4-AEP)2MAn−1PbnI3n+1(n=1、3、4和5) 之光伏參數...........................................18表2.4 PDA、BDA、PeDA、HDA鈣鈦礦太陽能電池元件之光伏參數表....................

22表2.5 3AMP、3AMPY、4AMPY鈣鈦礦太陽能電池元件之光伏參數表................26表2.6 BA和BAI反應之鈣鈦礦太陽能電池光伏參數...............................................28表2.7 3D、3D+BAI和3D+HAI之元件光伏參數........................................................30表5.1 PDADI n=3和PDADI n=5之鈣鈦礦元件光伏參數表.......................................41表5.2 N

PDADI n=3和NPDADI n=5之鈣鈦礦元件光伏參數表.................................49表5.3 4-APYDI n=3和4-APYDI n=5之鈣鈦礦元件光伏參數表................................57表5.4 PDADI n=5、NPDADI n=5和4-APYDI n=5之鈣鈦礦元件光伏參數表...........64表5.5 PDADI n=5、NPDADI n=5和4-APYDI n=5之SCLC數據整理表..................66表5.6 3D、3D+PDADI、3D+NPDADI和3D+4-A

PYDI之鈣鈦礦元件光伏參數........74表5.7 3D、3D+PDADI、3D+NPDADI和3D+4-APYDI之SCLC整理表.....................76圖目次圖1.1 未來電力發展配比圖............................................................................................2圖1.2 太陽光光譜........................................................................................

....................3圖1.3 太陽能電池能帶圖................................................................................................3圖1.4 太陽能電池種類表................................................................................................4圖1.5 三代太陽能電池能階與光學吸收示意圖.....................................

.......................5圖1.6太陽能電池種類和效率發展.................................................................................6圖1.7 三代太陽能電池之光電轉換效率與成本示意圖................................................7圖1.8 鈣鈦礦晶體結構圖...........................................................................................

.....8圖1.9 一般型n-i-p鈣鈦礦太陽能電池結構...................................................................9圖1.10 反式p-i-n鈣鈦礦太陽能電池結構..................................................................10圖2.1 PEAI分子結構...................................................................................................

..12圖2.2 (a)3D MAPbI3和(b)2D (PEA)2(MA)n-1[PbnI3n+1] 結構示意圖..........................12圖2.3 3D鈣鈦礦和2D鈣鈦礦在長時間潮濕環境下吸收光譜比較..........................12圖2.4 (a) n=2，(b) n=3，(c) n=4 (BA)2(MA)n−1PbnI3n+1 鈣鈦礦元件之XRD圖.............13圖2.5 (iso-BA)2(MA)3Pb4I13和(n-BA)2(MA)3Pb4I13之吸收光譜及XRD圖................14圖2.6 (iso

-BA)2(MA)3Pb4I13和(n-BA)2(MA)3Pb4I13之晶體結構圖.............................15圖2.7 (a) BA2(FA)n−1SnnI3n+1，(b) OA2(FA)n−1SnnI3n+1，(c) DA2(FA)n−1SnnI3n+1之GIWAX圖...........................................................................................................16圖2.8 BA2(FA)n−1SnnI3n+1，OA2(FA)n−1SnnI3

n+1，DA2(FA)n−1SnnI3n+1之(a)效率分布統 計圖 (b)J-V曲線圖(c)穩態輸出圖(d)光強度與Voc關係圖...............................17圖2.9(a)FTO/C60和FTO/C60/(4-AEP)2MAn-1PbnI3n + 1(b)n=1、(c)n=3、(d)n=4、(e)n=5， 和(f)FTO/C60/(PEA)2MA4Pb5I16鈣鈦礦薄膜之SEM圖....................................18圖2.10 (4-AEP)2MAn−1PbnI3n+1(n=5)和MAPbI3元件性能

長期穩定性 比較圖...............................................................................................................19圖2.11 (a)分別使用BDA和BA的XRD圖，(b) 分別使用BDA和BA的 TRPL圖.............................................................................................................20圖2.12 (a)

3D MAPbI3 (b)2D BA(c)2D BDA 之GIWAXS圖......................................20圖2.13 2D BA和2D BDA 之JV曲線及效率分布統計圖...........................................20圖2.14 1.3-丙二胺(PDA)、1.4-丁二胺(BDA)、1.5-戊二胺(PeDA)、1.6-己二胺(HAD) 結晶示意圖.............................................................................

..........................21圖2.15 PDA、BDA、PeDA、HDA鈣鈦礦膜之GIWAXS圖...................................22圖2.16 PDA、BDA、PeDA、HDA鈣鈦礦膜之XRD圖...........................................22圖2.17 3(氨基甲基)哌啶和4-(氨基甲基)哌啶分子結構圖..........................................23圖2.18 (a)(b)DJ和RP鈣鈦礦晶體示意(c)(d)Pb-I-Pb角度統計圖(e)軸向示意圖

(f) I·I距離統計圖.........................................................................................................24圖2.19 3AMPY和4AMPY 分子結構圖......................................................................26圖2.20 (a)(3AMPY)和(b)(4AMPY)的結構比較，虛線表示最接近的NH··I距離(c)碘 末端定義的平面之間的層間距離。(d)最近的I···I距

離................................26圖2.21 3AMPY、4AMPY和3AMP之JV曲線和IPCE圖.........................................27圖2.22 (a) BA和BAI反應之鈣鈦礦薄膜的XRD圖(b) BA和BAI反應之鈣鈦礦穩 定度圖...............................................................................................................28圖2.23 3D、3D+BAI和3D+H

AI薄膜之水接觸角測試圖.........................................29圖2.24 3D、3D+BAI和3D+HAI之元件穩定性圖.....................................................29圖3.1 1,4-苯二胺二氫碘鹽(PDADI)分子結構圖..........................................................32圖3.2 1,5-萘二胺二碘鹽(NPDADI)分子結構圖.............................................

..............32圖3.3 4-胺碘吡啶-1-二碘鹽(4-APYDI)分子結構圖.....................................................32圖4.1 PDADI之NMR及MASS圖譜............................................................................34圖4.2 NPDADI之NMR及MASS圖譜........................................................................35圖4.

3 4-APYDI之NMR及MASS圖譜.........................................................................35圖5.1 PDADI n=3和PDADI n=5之鈣鈦礦薄膜X光繞射圖....................................40圖5.2 PDADI n=3和PDADI n=5之鈣鈦礦元件J-V曲線圖......................................41圖5.3 PDADI n=3和PDADI n=5之鈣鈦礦元件IPCE曲線圖...................

.................41圖5.4 放大倍率10000倍之二維鈣鈦礦SEM圖，左圖為PDADI n=3右圖為PDADI n=5.......................................................................................................................42圖5.5 放大倍率20000倍之二維鈣鈦礦SEM圖，左圖為PDADI n=3右圖為PDADI n=5..................................................

.....................................................................42圖5.6 放大倍率50000倍之二維鈣鈦礦SEM圖，左圖為PDADI n=3右圖為PDADI n=5.......................................................................................................................43圖5.7 (a) PDADI n=3純電子元件 (b) PDADI n=3純電洞元件 (c) PDADI

n=5純電子元件 (d)PDADI n=5純電洞元件之SCLC圖................................................44圖5.8 PDADI n=3和PDADI n=5之鈣鈦礦元件UV-Vis吸收光譜圖.........................46圖5.9 PDADI n=3和PDADI n=5之鈣鈦礦元件PL光譜圖.........................................46圖5.10 PDADI n=3和PDADI n=5之鈣鈦礦元件穩定度測試圖................................47圖

5.11 NPDADI n=3和NPDADI n=5之鈣鈦礦薄膜X光繞射圖...............................48圖5.12 NPDADI n=3和NPDADI n=5之鈣鈦礦元件J-V曲線圖..............................49圖5.13 NPDADI n=3和NPDADI n=5之鈣鈦礦元件IPCE曲線圖...........................50圖5.14 放大倍率10000倍之二維鈣鈦礦SEM圖，左圖為NPDADI n=3右圖為 NPDADI n=5..............................

.......................................................................51圖5.15 放大倍率20000倍之二維鈣鈦礦SEM圖，左圖為NPDADI n=3右圖為 NPDADI n=5.....................................................................................................51圖5.16 放大倍率50000倍之二維鈣鈦礦SEM圖，左圖為NPDADI n=3右圖為 NPDADI n=5....

.................................................................................................51圖5.17 (a) NPDADI n=3純電子元件 (b) NPDADI n=3純電洞元件 (c) NPDADI n=5純電子元件 (d)NPDADI n=5純電洞元件之SCLC圖.....................................52圖5.18 NPDADI n=3和NPDADI n=5之鈣鈦礦元件UV-Vis吸收光譜圖................53圖5.19 NPDA

DI n=3和NPDADI n=5之鈣鈦礦元件PL光譜圖................................54圖5.20 NPDADI n=3和NPDADI n=5之鈣鈦礦元件穩定度測試圖..........................55圖5.21 4-APYDI n=3和4-APYDI n=5之鈣鈦礦薄膜X光繞射圖............................56圖5.22 4-APYDI n=3和4-APYDI n=5之鈣鈦礦元件J-V曲線圖..............................57圖5.23 4-APYDI n=3和4-APYDI n=

5之鈣鈦礦元件IPCE曲線圖...........................58圖5.24 放大倍率10000倍之二維鈣鈦礦SEM圖，左圖為4-APYDI n=3右圖為4 APYDI n=5........................................................................................................59圖5.25 放大倍率20000倍之二維鈣鈦礦SEM圖，左圖為4-APYDI n=3右圖為4- APYDI n=5............................

............................................................................59圖5.26 放大倍率50000倍之二維鈣鈦礦SEM圖，左圖為4-APYDI n=3右圖為4- APYDI n=5........................................................................................................59圖5.27 (a) 4-APYDI n=3純電子元件(b) 4-APYDI n=3純電洞元件 (c)4-AP

YDI n=5純電子元件 (d)4-APYDI n=5純電洞元件之SCLC圖...................................60圖5.28 4-APYDI n=3和4-APYDI n=5之鈣鈦礦元件UV-Vis吸收光譜圖..............61圖5.29 4-APYDI n=3和4-APYDI n=5之鈣鈦礦元件PL光譜圖...............................62圖5.30 4-APYDI n=3和4-APYDI n=5之鈣鈦礦元件穩定度測試圖.........................62圖5.31 PDADI 、NPDADI 和4

-APYDI 的元件層間距示意圖................................63圖5.32 PDADI n=5、NPDADI n=5和4-APYDI n=5之鈣鈦礦薄膜X光繞射圖.......64圖5.33 PDADI n=5、NPDADI n=5和4-APYDI n=5之鈣鈦礦元件J-V曲線圖.......65圖5.34 PDADI n=5、NPDADI n=5和4-APYDI n=5之鈣鈦礦元件IPCE曲線圖.......65圖5.35 3D、PDADI n=5、NPDADI n=5和4-APYDI n=5之鈣鈦礦元件穩定度測試圖....................

.................................................................................67圖5.36 3D、3D+PDADI、3D+NPDADI和3D+4-APYDI之鈣鈦礦薄膜 X光繞射圖..........................................................................................................68圖5.37 (a) 3D、3D+PDADI、3D+NPDADI和3D+4-APYDI之鈣鈦礦元件UV-Vis

吸收光譜圖 (b) 波長400nm~500nm區間放大圖 (c) 波長650nm~800nm區 間放大圖.............................................................................................................69圖5.38 3D、3D+PDADI、3D+NPDADI和3D+4-APYDI之鈣鈦礦元件 PL光譜圖.......................................................................

.....................................70圖5.39 3D MAPbI3之SEM俯視圖，左圖為放大20000倍，右圖為放大 50000倍...............................................................................................................72圖5.40 3D+PDADI之SEM俯視圖，左圖為放大20000倍，右圖為放大 50000倍.............................................

..................................................................72圖5.41 3D+NPDADI之SEM俯視圖，左圖為放大20000倍，右圖為放大 50000倍...............................................................................................................72圖5.42 3D+4-APYDI之SEM俯視圖，左圖為放大20000倍，右圖為放大 50000倍..............

.................................................................................................73圖5.43 SEM橫截面圖，左圖為3D，右圖為3D+PDADI.........................................73圖5.44 SEM橫截面圖，左圖為3D+NPDADI，右圖為3D+4-APYDI....................73圖5.45 3D、3D+PDADI、3D+NPDADI和3D+4-APYDI之鈣鈦礦元件 J-V曲線圖.........

..................................................................................................75圖5.46 3D、3D+PDADI、3D+NPDADI和3D+4-APYDI之鈣鈦礦元件 IPCE圖................................................................................................................75圖5.47 (a) 3D(b) 3D+PDADI(c)3D+N

PDADI(d)3D+4-APYDI純電子元件之 SCLC圖...............................................................................................................77圖5.48 (a) 3D(b) 3D+PDADI(c)3D+NPDADI(d)3D+4-APYDI純電洞元件之 SCLC圖......................................................................................

.........................77圖5.49 3D、3D+PDADI、3D+NPDADI和3D+4-APYDI之鈣鈦礦元件穩定度測試圖.....................................................................................................78

【牛津通識課02】再生能源：尋找未來新動能

為了解決太陽能發電原理與應用的問題，作者尼克‧傑利 這樣論述：

人類有多依賴化石燃料？ 氣候變遷真的跟碳排放有關嗎？ 太陽光電、風力發電真的是未來趨勢？ 如果有不傷害地球、純淨又便宜的能源，我們為什麼不用？ 打開牛津大學出版社最受歡迎通識讀本， 用最簡明的方式了解再生能源的重要性跟必要性。 　　在日常生活中，我們無時無刻不在使用能源： 　　不論是用手機打電話，燒一壺水或是開車出門，我們都要用到能量。 　　能源是良好生活品質的保障， 　　能夠提供溫暖、生產食物，並且推動科技發展。 　　在過去200年間，世人對化石燃料的依賴日益增加。 　　然而，燃燒煤炭、石油和天然氣來提供能源， 　　會將大量二氧化碳排放到大氣中， 　　還會產生有害污染物，危及世人的

健康和環境。 　　在2015年的《巴黎協定》中，世界各國同意， 　　將全球暖化限制在2°C、甚至1.5°C之內。 　　讓未來人類得以繼續擁有良好生活品質的唯一解方， 　　就是國際社會要共同致力於降低碳排放，避免氣候變遷更加嚴重， 　　從現在開始，再生能源將勢必成為主要使用能源。 　　在世界許多地方，太陽光電和風力發電逐漸成為最便宜的能源， 　　並且這些能源是可再生的，生產過程又不至於對環境或人類造成損害， 　　是潔淨的永續能源。 　　本書作者為牛津大學物理榮譽教授、諾貝爾獎獲獎實驗團隊成員， 　　深入淺出介紹了世界能源使用的現況， 　　以及各種再生能源的運作原理、特性、潛力及未來展望，

　　輔以許多統計數據和產業現狀的佐證， 　　顯示科學家們及各國政府已經準備好了， 　　2050零碳排的目標並非天方夜譚， 　　這些再生新能源確實能帶領我們走向更好的未來。 　　【你是知識控嗎？關於牛津通識課】 　　用最簡明直白的方式，了解現代人最需要知道的大問題。 　　牛津通識課（Very Short Introductions，簡稱VSI）是英國牛津大學出版社（Oxford University Press）的系列叢書，秉持「為所有讀者提供一個可讀性強且包羅萬千的工具書圖書館」的信念，於1995年首次推出，多年來已出版近700本讀物，內容涉及歷史、神學、藝術、哲學、文學、醫學、自然科學

、政治等數十多種領域。每一本書對應一個主題，由該領域公認的專家撰寫，篇幅簡潔精煉，並提供進一步深度閱讀的建議，確保讀者讀完後能建立該主題的專業級知識框架。

具低成本之太陽光電發電廠遠端故障檢測系統開發

為了解決太陽能發電原理與應用的問題，作者陳炫豪 這樣論述：

本論文主要目的在於開發一套低成本之太陽光電模組陣列(Photovoltaic Module Arrays, PVMAs)遠端故障檢測系統，該系統將故障檢測模組本體安裝於每一塊太陽光電模組(Photovoltaic Module)背面接線盒內，待日照強度充足時，太陽光電模組之電源將驅動故障檢測模組，即可透過訊息佇列遙測傳輸(Message Queuing Telemetry Transport, MQTT)之方式傳輸數據至伺服器主機進行資料分析。首先，將實驗案場建置為4串1併之太陽光電模組陣列方式，而該故障檢測模組以太陽光電模組輸出電壓經隔離型DC-DC電源模組後做為整體電路之電源供給，至於感

測系統則以微控制器(Microcontroller Unit, MCU)做為處理器主體，再結合以運算放大器(Operational Amplifier, OPA)組成差動放大器之電壓感測器(Voltage Sensor)、電流感測器(Current Sensor)及溫度感測器(Temperature Sensor)等，其中檢測之電壓及電流信號會送至類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)，再透過I2C Bus（Inter-Integrated Circuit Bus）將信號送至微控制器，而溫度信號則使用單線匯流排(1-wire Bus)傳輸至MCU。故

障檢測模組將資料透過訊息佇列遙測傳輸之通訊協定將資料傳送至MQTT代理人(MQTT Broker)，至於伺服器主機端則架設視覺化IoT開發工具Node-Red，將故障檢測模組所傳送之繁雜數據以資料視覺化(Data Visualization)的方式顯示，同時將數據存入開源時序型資料庫(Open Source Time Series Database, OSTSDB)，以時間軸的方式分析，最後再透過異常警報通知，將太陽光電模組之故障檢測結果即時傳送至客戶端，以便通知其快速進行故障排除。所開發之故障檢測系統的硬體建置成本較既有之檢測系統低廉，有利於量產並具有市場競爭力。