許千樹教授獲獎無數 最大成就在於跟對師父

許千樹教授展示實驗室所開發的有機太陽能電池。
許千樹教授展示實驗室所開發的有機太陽能電池。

獨家報導【製作人/張淯|文/黃家音|圖/涂開司|責任編輯/陳湘|核稿編輯/劉孟儒】

持續積極從事學術研究與教學的大學專任教授,聲望卓著且具引導學術思潮與樹立學術典範者,才有資格獲選為國家講座主持人。國立交通大學前副校長許千樹教授獲獎的這個項目「數學與自然科學」,2021年只有兩位教授獲得此類科國家講座主持人的殊榮!

交通大學應用化學系許千樹講座教授作育英才逾卅年,在高分子化學、液晶材料、共軛高分子材料與光電有機材料領域研發擁有傑出表現,為臺灣液晶研究的先驅,許教授於2021年2月22日獲頒第24屆數學及自然科學類科國家講座主持人獎,由蔡英文總統授獎。

太陽光取之不盡、用之不竭,以太陽光為發電的設備不受土地環評限制,使其成為未來再生能源與替代能源之首選。隨著能源費用高漲及溫室效應,太陽能電池的發展更是刻不容緩。在開發此類新能源技術時,除掌握現有成熟技術,以掌握切入市場之時程外,更應同時兼顧技術的環保性與未來發展性,方能在新興能源技術上進佔技術與市場的先機。

領先群倫

有機太陽能電池在製程上,可大幅降低二氧化碳等溫室氣體的排量、能源消耗(Energy Payback)及硬體投資。許千樹教授表示,他的研究小組總共有15人左右,差不多花了十五年時間從事有機太陽能電池的研發。

當被問起在成功研製有機太陽能電池的這十五年過程中,是否有遇到什麼障礙?又是如何克服的呢?頓時,許千樹的溫和眼神閃著智慧雋永之光,他說,大概1976年時有一位華人,他是全世界第一個做出有機太陽能電池的人,但當時的效率不到1%,他是香港科技大學的教授。

雖然,有機太陽能電池在剛開始研發出來的時候,效率都非常低。但是,許千樹的15人研究小組開始進入這個新一代的有機太陽能電池研製時,大概可以突破5%。許千樹表示,他們算是一個比較先進的小組,突破5%後,慢慢地可以接近到10%,但到10%的時候,因為所用的材料而遇到很大的瓶頸,那時他們都沒辦法突破。後來,有一個北京大學教授利用了他們先前合成共軛團基分子的方法,做出一個有機染料。

許千樹教授說:「原來先前大家在做的時候,都用碳60碳球的材料,那大概最高都是不到10%,後來做了有機染料,現在大概已經可以突破到差不多17%或18%,17%和18%的意義是什麼呢?就是我們大家習慣用的矽晶的太陽能電池大概就是這個效率。」17%大致上就已經跟目前矽晶太陽能電池差不多接近了。

許千樹 小檔案

 

學歷
美國凱斯西儲大學高分子化學博士

 

經歷
1991/8 ~ 迄今 國立交通大學應用化學系教授
1994/8 ~ 1998/7 國立交通大學應用化學系主任兼所長
1998/8 ~ 2002/7 國立交通大學研發長
2012/2 ~ 2015/1 國立交通大學副校長

 

研究專長
液晶及液晶高分子合成、共軛高分子合成、有機發光二極體與有機太陽能電池元件。

 

學術演講
2018 Asian Photochemistry Conference
2016 Asian Conference on Liquid Crystals (ACLC 2017)
2015 Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium
Federation of Asian Polymer Societies
2014 The International Conference of Printed and Electronics (ICFPE)

 

研究成果(1986~2021)
291篇論文
18篇會議論文
12篇會議投稿
11項專利權
5篇文獻回顧
1篇評論

 

獲獎紀錄
2021國家講座主持人獎
2017中華民國高分子學會終身成就獎
2017中華民國高分子學會會士
2016有庠科技講座
2014日本高分子學會國際賞
2011經濟部、台灣奈米技術產業發展協會經濟部奈米產業

 

科技菁英獎
2007侯金堆傑出榮譽獎(材料科學類)
2006國科會傑出特約研究員獎
2006國科會臺法科技獎
2008教育部學術獎
1998國科會傑出研究獎
1996國科會傑出研究獎
1994國科會傑出研究獎

精益求精

目前大家用的矽晶太陽能電池,其實在做矽晶片的時候需要耗費很大的能源,許千樹教授表示,他們把金鋼砂(碳化矽,化學式為SiC)採出後,用化學的方法把它變成一種氣體,然後再高溫燒結把它變成矽的晶體,矽的晶體再慢慢長出矽晶圓,再切成一片一片,因此在製作每一片矽晶太陽能電池的過程中,需要耗費相當大的能源與金錢,目前大家廣泛使用的矽晶太陽能電池模組很重,它一定要有可以承載重量的屋頂,或者是廢棄的耕地及沙漠的土地去設置比較合適。

臺灣政府一直花很大力氣在推矽晶太陽能電池,佔目前的能源比例還是很低,大概只有5%左右。許千樹教授強調,主要原因在於臺灣土地有限又地狹人稠,就像在雲林鄉下,有很多這樣的鄉下地方,他們就把廢棄的魚塭或者是土地拿來裝置矽晶太陽能電池,於是人們發覺在身邊、村莊旁邊全部都擠滿了矽晶太陽能電池,對環境衝擊非常大,我們都被它包圍住了,感覺相當不舒服!

許千樹教授參加科技部與加拿大國家研究院的雙邊合作會議,與加方合作夥伴陶冶博士合影。
許千樹教授參加科技部與加拿大國家研究院的雙邊合作會議,與加方合作夥伴陶冶博士合影。

許千樹教授說:「在國外通常都是在沙漠地區,沒有用的土地,沒人住的地方,但臺灣沒辦法,因為到處都是跟房子非常近,這個是目前我們在推這個矽晶太陽能電池的一個困境。」

然而,有機太陽能電池就不同,它像一張紙一樣,許千樹教授表示,他們做出來的薄膜輕薄短小,貼在窗戶上就會與建築結合,有時候就像藝術品一樣,整棟建築五顏六色,看起來很漂亮;在歐洲有很多國家都可見到有這樣的建築出現。所以,許教授的研究小組做的就是這一部分的太陽能電池,他們期待下一個階段能夠真正地把它商品化,例如101大樓的外牆,如果全部都是有機太陽能電池的話,那它可能可以提供很大部分的電,所以,就有可能解決都市一直存在的能源問題。

高瞻遠矚

曾經前副總統蕭萬長感嘆臺灣問題的關鍵在於,企業負責人大多只看到短期利益,沒有考慮到長期的企業形象,也未善盡企業的社會責任。這個問題至今仍然一直存在,這實在有礙臺灣相關產業的創新發展。

許千樹教授表示,他們研製的薄膜有機太陽能電池基本上原本被大家非常看好,後來整個矽晶太陽能電池價格降得非常快,那是因為廠商覺得矽晶已經做到非常便宜,而且已經可以大量生產之故。所以,廠商對有機太陽能電池就沒有那麼投入。但是,若臺灣廠商能夠不要這麼短視近利的話,大家一起來推動有機太陽能電池的話,很有可能可以解決臺灣所面臨的能源問題。

現在要將有機太陽能電池推動起來並不那麼容易,許千樹教授認為,還是因為價格的問題,他們的有機太陽能電池還在實驗室研發的階段,需要大量資金投入,去想辦法把它量產,然後才能真正商業化。許千樹教授遺憾地說:「這當然還是有一段路要走,有一點可惜,就是臺灣廠商要看到這個產品馬上可以賺錢,他才要投入,他不願意累積比較長的時間去持續地投入。」

許千樹教授期望未來能與廠商合作,讓他們研發出來的材料和技術能夠真正地產業化。雖然這肯定會有一段漫長的路要走,但,許千樹教授仍深切希望臺灣廠商能夠把這個技術做起來!許千樹教授憂心地說:「之前臺灣在有機發光二極體(OLED)的技術是領先的,很早就有多家公司投入,但是很可惜的是,後來臺灣廠商沒有堅持在這個領域持續研發,後來被韓國把它商業化,取而代之。」這次,臺灣若在有機太陽能電池沒能取得先機,將技術商業化,那又將失去發展一個新興產業的機會,會非常的可惜!

獲獎無數

許千樹教授得了很多獎,像是東元獎、侯金堆獎、中國化學會(Chemical Society Located in Taipei, CSLT)「化學學術獎章」、國際資訊顯示學會(Society for Information Display, SID)“Slottow-Owaki Prize”、日本高分子學會(The Society of Polymer Science, Japan; SPSJ)「國際獎」(SPSJ International Award)……等等,其中令許教授印象最深刻的是行政院國科會於2006年頒發的「台法科技獎」(註)。台法科技獎是表揚臺灣跟法國對學術有共同貢獻的學者,許教授表示,因為他在交大擔任研發長期間推動交大跟法國南特大學的學術合作,提供學生可以同時獲得兩校的雙學位、雙博士學位。

交大總共有五位學生同時獲得交大跟南特大學的學位,許千樹教授的學生就有三位,透過臺法交流獲得兩校的雙博士學位,對他們後續人生都有很大的幫助。許教授說:「有一位後來就在我們交大教書,另外兩位在高科技公司任職,工作也很受肯定,有一位法文講得非常流利。」台法科技獎就是他們當時透過學生的交換,培養博士生,並與法國學生共同發表了十幾篇論文的成果所獲得的最高榮譽!許千樹教授及法國南特大學材料研究所(Institut des Materiaux Jean Rouxel)主任聖吉·勒峰(Serge Lefrant)雙方共享彼此研究資源,共同研發出「高效率的有機電激發光顯示器」,為此他們二人獲頒2006年台法科技獎。

許千樹教授回憶起那時頒獎典禮時表示,他們是在法國的法蘭西學院受獎,法蘭西學院就像是我們的中央研究院一樣,什麼領域都有,人文、藝術、法文、科學,典禮非常隆重,還有軍樂隊演奏。時任行政院國家科學委員會主任委員的前副總統陳建仁及夫人,也一起出席頒獎典禮。

除了跟法國南特大學進行雙學位的交流外,許千樹教授還相當熱衷推動與他國實驗室的合作。許教授表示,早期的時候在做液晶顯示器,他就跟美國很多家大學實驗室合作,像美國中央佛羅里達大學、肯特大學、華盛頓大學、加州大學洛杉磯分校、日本東京工業大學、大阪大學、北海道大學,還有東北大學……等都有密切交流。

拓展視野

許千樹教授表示,他在做有機發光二極體太陽能電池時,跟華盛頓大學波音─莊臣講座教授與材料科學及工程學系系主任任廣禹教授(現任香港城市大學副校長)領導的實驗室有密切合作。另外,他們最近透過教育部與奧地利的一個團隊共擬一個計畫,開始談有機太陽能電池的合作;還有加拿大國家實驗室,他現在還派一位博士候學生在加拿大很重要的實驗室──國家研究院(National Research Council Canada, NRC)工作。

對於如何在專業領域上提高國際能見度?許千樹教授有獨到的看法,他說:「如果我們只是關在臺灣的話,很難有國際知名度,所以我們要透過國際合作,就有比較寬廣合作的可能性!」許教授表示,他們都是透過參加研討會,跟國際建立非常好的交流,舉辦國際研討會是很重要的方式,例如2008年,臺灣爭取到國際純粹與應用化學聯合會在臺灣舉辦「世界高分子大會」;他自己在臺灣也舉辦過2013年「太平洋高分子大會」。透過舉辦這種會議就會認識很多人,在國際上人家也會認識你,所以整個國際能見度就能提高。

與國際人士交流能拓展一個人的視野,許千樹教授說:「如果我沒有出國,就是一輩子在國營企業做到退休,也不會太有什麼成就;但我決心出國以後,博士班老師對我非常好,一方面我是拿了政府的公費去留學,可以節省很多經費,所以他很喜歡我。另外,我工作非常努力,在那裡幾乎是一個禮拜工作七天,都是從早上9點到晚上12點,所以我非常順利在三年內發表了十幾篇論文,老師都帶我去參加國際研討會,有很多機會聽到諾貝爾獎得主分享經驗之談,瞭解現在最新的東西。」許教授認為,經過這樣的洗禮後,你就知道原來學術是這樣,因為學術就是沒有國界。不可能說你研製出來的東西躲在實驗室就有可能發表,而是要跟人家做國際競爭!所以一定要走在最前面,如果沒有國際交流的話,根本不知道人家在做什麼,就不可能走在最前面。

學子嚮往

很多年輕學子對許千樹教授實驗室探詢度很高,他的實驗室比較偏向合成材料的合成跟研發的風氣和制度如何呢?有沒有什麼安全守則需要遵守?許千樹教授表示,實驗室當然很注重安全,基本上在他們進來的時候,系上就會給他們安全教育的訓練。在他的實驗室開發很多新的材料,其實也是一個挑戰,對年輕人來講,是一個很好的訓練,訓練他們解決問題的能力,所以他們在我們實驗室透過這樣的訓練以後,去到外面做事就不會有太大的困難,基本上他碰到什麼挑戰的話,他就會去尋找解決問題的方法,把它解決。或者,他知道怎麼樣設計新的材料及開發一個新的產品。

許教授認為,其實臺灣在材料產業上要更努力一點,就是臺灣需要的這些關鍵材料若能夠自己開發,就能夠掌握到下一世代的技術。不過,許千樹教授卻為臺灣現在的學生覺得可惜,因為年輕學子的目標都不夠遠大。

以他自己實驗室的學生而言,他認為他們有很多都非常有才能,如果他們走向國際舞台,一定會發揮很大的力量。但是,近幾年大部分學生都比較想待在臺灣,或只是畢業後就進台積電,幾乎他實驗室的學生,百分之百都效力於台積電。

由於家長的心態與媒體的渲染形成整個社會的氛圍偏向於小確幸,少子化的影響家長寵溺孩子,希望他們過比較安逸的生活,就讓受完高教的學生比較沒有雄心壯志。許千樹教授說:「不知道是不是整個教育的過程,促使他們目前大概就是這樣子。臺灣早期之所以成功是因為我們很多人願意出國,累積很多國際經驗,然後把國外的經驗帶回來,現在雖然說不一定要出去,但是,事實上目標也要遠大一點,就是說你要願意走出去,所以我是覺得怎麼樣讓我們的學生志向高一點,這個是很重要!」許教授期許政府,教育政策如果能夠培養他們比較多機會──出國到國外去看看的話,當然年輕人的整個人生會更有成就。

許千樹教授指導實驗室同學做研究。
許千樹教授指導實驗室同學做研究。

名師高徒

許千樹教授認為成功的秘訣在於專注,把一件事情堅持做下去,並要非常專注。他以前在美國念書的時候,做研究就非常專注;但他表示,自從他跟悟覺妙天禪師學習印心佛法禪修後,就更能專注,他說:「打坐讓你很專注!」

許教授認為,一生當中,他的成就並不是得了這些獎,真正最大的成就是跟對了師父。他是經由交大系上余艇教授的帶領而認識悟覺妙天禪師,許教授表示:「他跟我講許教授你學術做的很成功,但是修行更重要。我剛開始是因為身體健康的因素,還有家人生病的關係,所以他就接引我進入禪修法門,我非常感恩他的接引及師父給我及家人非常大的幫助。」

尤其許教授進入禪修後,整個身心變得更平衡!他記得以前在當交大研發長的時候,有一年過年,突然有三位年輕教授過世,他們就是太累,日夜顛倒,他說:「我們有時候就真的會這樣子,為了做研究,在實驗室待到半夜,抵抗力變弱,突然一場感冒,人就走了,他們才四十幾歲,給我很大的體悟,修行是很重要的事情,如果有更多人了解師父這個法,了解修行的重要性,對我們的身心靈都有很大的幫助。」

許千樹教授表示,他自己修行後,慢慢瞭解原來其實身體靈性在主宰每一個人,所以當他真正瞭解這點後,就知道科學有其極限性。不僅如此,許教授也體會到,我們要把人世間該盡的責任盡到,還要把禪融入到生活裡面;因此,修這個法就自然生起一顆利他的心,就是很自然的發出善念,別人也是這樣對你,所以處理事情就很容易,比較大的影響就是說,學了這個法,當他在交大擔任行政的職務,就會想要幫助學生,盡量培養他們,所以他的實驗室就變成學生都很願意進來,這樣就進入一個良性的循環。

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