綠色能源技術於近年來快速的發展，特別是對於開發新穎的替代能源或是節約能源的研究，在近期更是備受矚目，也是目前台灣能源相關研究的重點。在節約能源研究方面，具有阻擋戶外陽光進而節省室內冷房能源消耗的電致色變智能窗戶(Electrochromic smart window)為一個極具商業潛力的系統。然而，傳統電致色變元件係使用外加電源來控制其著色或去色狀態，除了造成需要額外電能的消耗，也大幅增加供電系統與智能窗的整合之複雜度，進而大幅提高其成本而降低其市場競爭性。有鑑於此，近年來藉由整合能源收集器與電子器件的概念所建構而成的自供電系統開始受到重視，自供電裝置可收集環境中可利用的能源(例如 太陽能、熱能、機械能等)，透過能源收集裝置(例如太陽能電池、摩擦奈米發電機等)進一步轉換成電能並直接供給電子元件來實現永續操作。而本研究所開發的具有快速響應與高光著色效率的混和型光驅動電致色變元件(Hybrid type Photoelectrochromic devices, H-PECDs)即利用到上述的概念來實現永續自供電智慧節能窗(Self-powered smart windows)並進一步落實在綠色建築上面。簡單來說，傳統的光驅動電致色變元件為染料敏化太陽能電池(能源收集裝置)與電致色變元件(電子元件)的結合，主要具備兩項關鍵材料：即染料敏化太陽能電池中的光電極(含半導體氧化物與吸收光子能量之染料)與電致色變元件中的著色材料(Electrochromic material, EC)。藉由導入染料敏化太陽能電池中的光電極於電致色變元件的系統中，在太陽光的照射下可將光能直接轉換為電能，激發出的電子傳導到電致色變材料而使其發生電化學反應，進一步引發電致色變反應來實現顏色變化。而本研究所提出的混和型光驅動電致色變元件係藉由上述機制下進行改良，首次提出利用具有還原著色特性的導電高分子(Cathodic electrochromic polymer)於光電極中，藉由巧妙的幾何結構設計使其光電子能直接注入於導電高分子中使其產生著色反應，大幅提高了光驅動電致色變元件的響應時間(Response time)與光著色效率(Photocoloration efficiency, PhCE)。

現今PECD的系統受限於結構上的差異，仍無法達到如同電致色變元件系統中兼具高光學對比與快速的響應時間，因此為了要更進一步解決上述議題，本研究開發一種全新型態與工作機制的混和型PECD，不論是著色或去色的反應時間，相較於傳統元件皆有大幅的縮減，並且能夠如同電致色變元件達成數秒內完成著去色平衡。

染料敏化太陽能電池為一製程簡單、成本低廉的電池，結合電致色變的概念，可發展出具有自驅動的儲能元件。由於兩系統有各自的限制，因此難以商業化與應用。於本研究中，克服了效能上的缺陷，可望朝向自驅動智能窗戶，防眩光的汽車後照鏡，智能熱控塗料，顯示器和電子紙等應用，符合現今為解決能源短缺而蓬勃發展的綠能產業。