第5屆台灣鈣鈦礦技術暨應用論壇20日於長庚大學舉行,探討國內外鈣鈦礦技術發展與應用。(攝影:莊閔茜)
有別於現今主流的矽晶太陽能,下世代太陽能技術「鈣鈦礦」(Perovskite)憑藉可撓柔性、透明可染色及弱光發電等特性,應用範疇更加多元,鈣鈦礦太陽能候車亭與智慧路燈已在日本大阪世博會亮相。台灣鈣鈦礦研發及產業聯盟理事長陳來助指出,2025年將是鈣鈦礦太陽能技術突破與商業應用交會的關鍵一年。
可室內發電、透明可撓,鈣鈦礦太陽能應用百花齊放
近年來,鈣鈦礦太陽能技術迅速崛起。自2004年科學家首次發現其光電潛力以來,轉換效率已從當時的3.8%大幅躍升至26%以上。與傳統矽晶太陽能相比,鈣鈦礦具備室內弱光發電、可應用於曲面與透明染色設計、全回收等優勢,應用場景更加多元,涵蓋自供電設備、建築整合、農電共生、車用、顯示器及醫療X光感測等領域。
中央研究院研究員郭宗枋指出,鈣鈦礦技術之所以發展快速,除了光電應用外,還能跨足汽車、顯示器及醫療檢測等市場,成為多個產業高度關注的技術。
陳來助指出,鈣鈦礦太陽能發展已形成「3大賽道」:國家投入、轉換效率、應用場景。截至今年8月,全球已有超過15個國家積極投入研發,中國率先進入GW級(百萬瓩)量產,韓國、美國、英國、日本、澳洲等地也持續加碼投資商業化,台灣鈣鈦礦科技(TPSC)則啟用新產線「水星二號」。
在轉換效率方面,陳來助指出,矽晶太陽能已接近物理極限,未來鈣鈦礦技術將具備更高潛力,預計2026年可達到26%的商業化效率,並有望在2030年提升至30%。
此外,歐美市場正興起「電子標籤」,但傳統電子標籤使用的鈕扣電池,每隔幾年就需要更換,且回收率僅43%,僅2024年歐洲就有約1億顆鈕扣電池遭丟棄。陳來助指出,鈣鈦礦太陽能在此具有明顯優勢,「室外裝置太陽能應用需克服建築法規,市場也以客製化為主,但室內光電就是一般電子設備,鈣鈦礦太陽能壽命長,可取代不可回收的電池應用。」
目前鈣鈦礦太陽能在台已有實績。(攝影:莊閔茜)
陳來助:台灣面板、光電供應鏈強,有助鈣鈦礦自主量產
鈣鈦礦太陽能應用範圍廣,可以設置在傳統太陽能板無法建置的地方,TPSC行銷業務處長辛健智表示,除了在日本大阪世博會展出應用案例外,日本積水化學也自今年6月起,在神戶機場跑道旁啟動測試計畫,將鈣鈦礦太陽能與防潮布結合,驗證軟性太陽能的實際應用。
台鈣科今年6月也在中科管理局零碳建築裝置「鈣鈦礦太陽能窗」,僅需3小時有效日照即可達到100%自供電,一年可減少約1,557公斤碳排放,相當於東京往返台中6趟航班的碳排量。辛健智補充,TPSC自去年5月起積極準備量產,截至今年8月已穩定製出2,000片以上鈣鈦礦模組,良率達92%,並導入人工智慧(AI)管理系統,可即時監控各製程站點,快速反應與提前預警。
辛健智指出,傳統太陽能板多裝置在屋頂、地面等水平面,鈣鈦礦太陽能則可裝置在窗戶、外牆等「垂直型」,因此除了電池芯品質,模組表面是否平整均勻同樣關鍵,以確保透過「鈣鈦礦太陽能窗」仍能清晰看見戶外景色。
陳來助看好台灣市場潛力,認為全球鈣鈦礦產業正呈現 「非紅色供應鏈、自主供應量能」與 「全球光電需求大」兩大趨勢。他指出,依據目標,2030年全球太陽能裝置容量將達1,000GW,市場需求仍將再翻倍增長,產業發展空間大。
台灣具備颱風、地震等高風險環境所累積的工程經驗,陳來助表示,台灣太陽能結構可說是世界頂尖,且藉由完善太陽能跟顯示器產業,已經具備強大供應鏈,再加上鈣鈦礦是人工製造,不像矽晶需要採礦,有高機會可以輸出國際。