簡介
主持人：香港電台公共事務組
每個星期六，我們會邀請一位科學家，介紹在其研究範疇內一個正在影響世界未來發展、我們不可不知的趨勢，以專業和視野來培養具前瞻的預測與洞察力。
監製: 林嘉瑜
製作: 張璟瑩
最新
嶄新光伏產品「太陽能地磚」
嘉賓: 香港城市大學香港清潔能源研究院副院長葉軒立教授
「我是葉軒立，是香港青年科學院的院士，也是香港城市大學材料科學與工程系，以及能源與環境學院的教授，同時我亦兼任香港清潔能源研究院副院長。我研究的方向最主要是研究新型太陽能技術，希望可以促進城市內更好運用可再生能源，研究的最主要的方向是可溶液加工的半導體，可以通過印刷式方法，製造新一代的太陽能電池，以及推動其商業化和創新應用。」
太陽能其實是地球上資源最豐富的可再生能源，光伏技術是指將太陽能的光能轉化成電能的技術，現時被廣泛使用的是傳統的晶硅太陽能板，常用於天台或者地面電站發電，不過香港山多、平地少，而且高樓密集，要大規模地去發展太陽能，有一定的局限。
「我們要通過一些創新科技，配合太陽能的發展，找出適合在市區使用的光伏技術，如果可以發展出來，對香港非常重要。最近幾年，我們的團隊一直研發適合香港市區應用的光伏技術，最主要是柔性、非常薄和輕的光伏技術，我們稱它為第三代柔性太陽能電池，最主要的材料是有機半導體，這些材料是高分子材料，在彎曲情況下，不會影響發電性能，同時可以用溶液加工，用一個捲對捲像列印報紙的方法，就可以大規模生產。 這些柔性的光伏不僅輕，亦可以造成不同的形狀和不同尺寸，甚至可以半透明、顏色可調，同時兼具發電及隔熱多功能集成的優勢。 剛才提及，我們可以用大面積如像列印報紙般，捲對捲加工的方法來製造，所以我們可以將它的價錢變得很便宜。 如果我們可以將它應用在建築物上，可以用來造一個窗簾，一個會發電的窗簾。無論新的建築物，或是舊的建築物，我們都可以安裝得到。它不單可以發電，亦可以有隔熱的功能，即是除了產能以外，亦可以達至節能的效果。」
未來科學家除了會繼續研究如何將光伏技術的效率提高，將電池壽命延長和降低成本之外，亦會推動將太陽能板同大廈牆身，以至地面路磚相結合。
「現在有一個很新的技術，叫鈣鈦礦太陽能電池，它可以用溶液去加工，最主要的好處就是它的效率已經和第一代的晶硅太陽能電池相媲美，甚至有機會把效率進一步提高。香港城市大學其實也針對這方面有進行研究，我們跟政府有很多項目在進行，未來一至兩年，我們希望在香港做到自己的太陽能技術，可以在香港應用。 現在有一個新的趨勢名為光伏建築一體化，英文是”Building Integrated PV Technology (BIPV Technology)”，這對香港來說很有用，因為香港有很多高樓大廈，如果我們可以將光伏技術和大廈本身集成，我們就可以利用大廈的垂直面發電，可以大大提高這些太陽能的應用。除了剛才提到的BIPV，亦有一些新的技術，例如如何將太陽能板和路磚結合起來，我們甚至可以行在上面，人可以行，單車也可以行，我們可以利用道路去造成太陽能發電。 現在香港政府亦在推動另一種技術叫做Floating PV，即是可以在水面上浮動的太陽能板，考慮到香港其實有很多水資源，如果我們可以在水塘的表面，或者在近海位置安裝太陽能板，我們可以解決缺少地面面積的問題。 最後就是智能光伏系統，亦是未來一個很大的趨勢。 如何結合現在比較熱門的物聯網、人工智能，達至實時監察，或者優化整個太陽能系統的運行，最好地利用到它的效率，這也是未來我們要集中研究的一個方向。」
重溫
利用單層納米結構「超表面」製造輕薄的「隱形斗篷」
主持人：香港電台公共事務組
嘉賓: 香港青年科學院院士、香港科技大學超材料研究中心主任李贊恒教授
「大家好，我是李贊恒教授，我在香港科技大學物理系擔任教授，也是超材料研究中心主任，我也是香港青年科學院院士。我的研究領域主要是圍繞超材料以及納米光子學，我的研究目標是通過這些精細的納米結構的設計來構建新的超材料，實現一些看上來科幻的應用，譬如電影《哈利波特》中的隱形斗篷。」
超材料是一種人造的材料，有別於一般材料通過化學成分來決定它們的光學性質，超材料可以因應內部的結構設計，可以跳出這個框框，意味著它可以超越一般材料所能提供的光學性質。
「我舉一個例子，例如我們要描述光的傳播方向，我們通常是通過折射率，通過這些特別的結構，我們可以控制光波，甚至有時候是聲波，或者水波或彈性波的折射率，它可以令到它很大 ，遠大於空氣的折射率，甚至可以是負數，這些特別的控制能力令到超材料可以用在一些很特別的用途，例如剛才我提及，可以使一些物體隱形或者製造錯覺，混淆物體的大小和位置。 另外，超材料也可以用於例如高效的吸音，或者改良天線的接收率的應用。我舉一個簡單的例子，例如我們的眼鏡，其實我們的透鏡是用它的曲面來控制光線，但是如果用上這些超材料或者超表面的話，其實可以純粹通過組建這些納米結構形成一個表面，可以用很平、很薄的材料來製造這些透鏡，甚至可以超越原來透鏡的控制能力，令到光學器件更輕或者更省空間，直接就可以改變現在光學領域的一些相關研究甚至應用。 超材料的應用可以用來改裝手提電話或者顯微鏡的鏡頭，令到它有新的感受，譬如它可以感受到光的偏振，譬如現時我們日常生活中聽見的虛擬實境(VR)或者擴增實境(AR)，也可以做更高解像度的全息圖， 這些用上超材料或者超表面，就可以用單層的納米結構實現，它有更高的效率，也有更少的像差，頻率上也可以更寬大，令到它從成像到通訊方面，功能都可以有所提升。剛才我提到《哈利波特》裡面的隱形斗篷，其實很像很遙遠，但超材料已經開始可以令它實現，最重要的就是它背後的原理，靜悄悄地為我們現在製造光學元件帶來一些衝擊和變化，因為它的原理可以令到那些光學器件更加輕，所以譬如在隱形斗篷這個例子上面， 我們希望以後可以造出更薄和輕的隱形斗篷，使用這些超表面來實現這個目標。」
科學家正在研究，將這些超表面可以與現有的半導體製造工藝相結合，有助實現大規模生產。
「它已經有研究的價值，但是要有應用的價值，我們一定要令到它能夠更便宜地生產，所以我們現在研究的會是一些納米印壓技術，令到它能夠更大面積，更容易地生產。 另外，我們也會在一些新的領域上面，希望用到這些超表面，因為它可以令到東西更輕。在我的研究當中，我們很希望將這些超表面，用在量子光學來發揮更大的作用。 在量子光學中，其實這些超表面是可以更精確地控制光的量子態，希望它們能夠對譬如量子的計算或者是量子的通訊，令到它的元件更輕，更加省空間，這些都是我們未來這幾年，甚至十年想達至的趨勢。」
