鈣鈦礦太陽能電池成市場寵兒　產業應用趨勢解析 | 三建產業資訊

發展再生能源已是全球共識，其中太陽光電因「鈣鈦礦（Perovskite）材料」的突破，再次受到產業關注。鈣鈦礦被視為第三代太陽能電池，以低溫製程、高轉換效率與可撓性等特性，近年來快速發展。Space X創辦人馬斯克（Elon Musk）傳出近期低調走訪中國多個太陽能產業聚落，考察重點包含有異質結、鈣鈦礦技術路線的太陽能企業，外界解讀其可能藉由太陽能，支援未來太空應用與AI運算的龐大用電需求。

鈣鈦礦太陽能電池（Perovskite Solar Cells, PSCs）介紹與優缺點

在現代科技領域，鈣鈦礦泛指具有相同晶體結構的一類材料，特別是金屬鹵化物鈣鈦礦（Metal Halide Perovskites），這類材料的通式為ABX₃。這些材料具有高光吸收能力、高載子遷移率以及低成本製造，成為近年來太陽光電系統領域的重要研究材料。

主要優點包括：

1. 原材料多為常見物質，易於取得且價格相對低廉。

2. 可透過溶液法製備，生產工序相對矽晶太陽能電池簡單，碳排量低，且易於回收，高產能也讓製造成本大幅降低。

3. 基板以薄膜製成，具備可撓曲性與輕量化，適合多樣化應用，像是建築表面、穿戴式電子產品，甚至是航太設備。

主要挑戰包括：

1. 氧氣、潮濕會影響效能的穩定，但在外太空真空環境下，可讓其技術優勢充分發揮。

2. 目前全世界能做大面積、高效率鈣鈦礦太陽能電池的研究團隊有限，仍處於研究室的研究題目，距離全面商業化仍有一段距離。

3. 鈣鈦礦材料含有鉛（Pb），雖對環境影響相對有限，但若發生大規模洩漏，仍可能對水源及土壤造成汙染。

三代太陽能電池比較

疊層式鈣鈦礦／矽基太陽能電池的突破

值得注意的是，鈣鈦礦可與矽基太陽能電池結合，形成疊層式鈣鈦礦／矽基太陽能電池，進一步提升光－電轉換效率。

中央研究院2025年1月發布研究報告，已成功開發出光－電轉換效率超過31%的下世代（疊層式鈣鈦礦／矽基）太陽能電池元件，效率較目前市售最新太陽能電池產品高出3成以上；若與早期佈建的太陽能發電裝置相比，效率提高接近5成。

圖片來源：中研院

全球市場發展與產業應用趨勢

全球鈣鈦礦太陽能電池市場持續擴張，市場研調機構Research Nester預估，2026年產業規模將破5億美元，複合年增率約69.4%；至2035年，市場規模將高達665.8億美元；亞太地區（中國、日本、韓國等）成長最快。

鈣鈦礦太陽能電池除了能提升地面太陽光發電量，市場更關注其在太空領域的角色。日本太空機構（JAXA）在最新無人補給飛船任務中，已將搭載由日本企業研發的鈣鈦礦太陽能電池模組，進行在軌性能與耐久性測試。Space X創辦人馬斯克先前提出「太空AI計畫」，亦明確點出太陽能是太空AI供應關鍵，使鈣鈦礦成為市場關注焦點。

在台灣方面，元晶、茂迪、聯合再生等大型太陽能廠商已公開表態投入量子疊層路線，預計2028年開始量產相關產品；台灣鈣鈦礦科技（TPSC）也推出10x10 cm²鈣鈦礦太陽能電池，效率達24.44%，展現本土研發能量。

未來的太陽能板不再局限於屋頂、地面等水平面，而是可裝在窗戶、外牆等垂直面，下世代的太陽能電池有望在不增加土地使用面積的條件下，提高太陽光發電量，成為淨零排放與能源轉型的重要關鍵。

首圖來源：工業技術研究院