台灣鈣鈦礦科技股份有限公司（TPSC） 近日宣布，其 10x10 cm² 鈣鈦礦太陽能電池達到了 24.44% 的光電轉換效率（PCE），這項突破性成就立即引起產業的高度關注。這不僅是一項技術成就，更象徵著鈣鈦礦太陽能電池朝向商業化邁出重要一步。
高效能的關鍵：創新材料與精密製程
台鈣科能夠達到如此高的效率，主要歸功於新竹茄苳研發總部水星二號線在材料、製程和設備上的全面升級。透過持續的技術研發，水星二號線在材料設計, 精密薄膜製程, 界面工程升級三大關鍵領域取得了突破：
材料設計:
台鈣科採用混合鹵化物鈣鈦礦（MAPbI₂.₉Br₀.₁）並加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）聚合物的配方，旨在提升太陽能電池的性能。這種組合不僅能提高光吸收效率，還能增強材料的穩定性和薄膜均勻度，從而確保長期可靠的發電能力。配方優點:
混合鹵化物鈣鈦礦（MAPbI₂.₉Br₀.₁）：
能隙調控：通過調整鹵化物的比例，可以控制材料的能隙，從而優化太陽能電池的吸收範圍。
穩定性：與單一鹵化物相比，混合鹵化物鈣鈦礦可以提高材料的穩定性，減少由光照和熱應力引起的劣化。
聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone，PVP）：
薄膜均勻度：PVP可以改善懸浮液的穩定性和沉積薄膜的均勻性，減少缺陷並提高薄膜的表面質量。
穩定性增強：PVP還能抑制材料的氧化，提高鈣鈦礦薄膜的穩定性和耐久性。
光電性能提升：通過抑制載流子復合，PVP可以提高太陽能電池的光電轉換效率。
精密薄膜製程:
台鈣科採用刮塗/旋塗創新設備，這種設備結合了刮塗和旋塗的優點，能夠精確控制塗佈速度和薄膜厚度。這種方法有助於打造均勻的鈣鈦礦薄膜，減少缺陷，從而提高整體模組的效率和耐用性。
刮塗技術的優點:
高材料利用率：刮塗法可以達到高材料利用率，減少浪費，適合大面積製造。
簡單設備：刮塗設備相對簡單，成本較低，易於實現工業化生產。
均勻性：刮塗法可以在大面積基板上取得均勻的薄膜。
界面工程升級
台鈣科透過n-STFRc 界面修飾技術來提升鈣鈦礦太陽能電池的性能。這項技術主要目的是讓電荷傳輸更順暢，減少能量損耗，進一步提升開路電壓與短路電流，確保模組發揮最高效能。
界面工程的重要性
提高穩定性：界面修飾可以減少缺陷，提高鈣鈦礦電池的長期穩定性。
增強電荷傳輸：優化界面結構可以提高電荷傳輸效率，提升整體光電轉換效率。
減少能量損耗：通過界面修飾，能夠減少電荷復合和能量損耗，進一步提升電池的效率。
這些技術的結合，使 台鈣科的鈣鈦礦模組成功超越國際標準，展現世界級的技術實力。
台鈣科展現技術力，研發水準比肩世界級標竿
綜觀全球鈣鈦礦在大尺寸化的產業化進度，可以得出以下結論：
小面積高效率突破： 台鈣科的24.44% 效率，與下圖中 EPFL/NCEPU 在小面積電池 (1-10 cm²) 上達到的 22.4% 效率相比，已經達到國際領先水平。 值得注意的是，小面積電池通常更容易實現高效率，而 TPSC 在 10x10 cm² 模組上取得如此成績，更具含金量。
中等尺寸模組的突破： 過去，10-200 cm² 鈣鈦礦模組的效率大多落在 16%-22.4% 之間，而台鈣科成功突破至 24.44%，這為未來更大面積模組的發展鋪路，讓鈣鈦礦技術距離商業化更進一步。
技術路線的精準調控： 目前市場上鈣鈦礦電池的製造方式多種多樣，包括 旋塗、刮塗、狹縫塗布、噴塗、真空蒸鍍等。台鈣科選擇刮旋塗技術，並透過精密的製程控制實現高效率，這證明了該技術路線的可行性與商業價值。
「水星二號線」的創新
「水星二號線」是台灣鈣鈦礦科技股份有限公司（TPSC）推出的第二代鈣鈦礦太陽能電池試產線，其特色包括：
產能提升：相較於前一代「水星一號線」，「水星二號線」的產能提升了四倍，顯著提高了鈣鈦礦太陽能電池的生產能力。
自動化程度提升：該產線的自動化程度大幅提升，能夠提供更高效率的生產環境。
先進生產設備：使用更為先進的生產設備，不僅能生產鈣鈦礦太陽能電池片，更具備完整模組、正/反式製程以及疊層工藝的開發能力。
環境控制：專業的無塵室與低濕室設計，能夠有效控制製程步驟的濕度，保護鈣鈦礦發電層的成膜品質。
創新應用開發：「水星二號線」不僅提供研發推進製程技術，也邀集應用合作夥伴共同開發早期商業化的原型產品，為未來量產鋪平道路。
台鈣科新竹茄苳研發總部, 水星二號線在材料、製程與設備的全面升級
未來應用：鈣鈦礦開創全新太陽能時代
農電共生（Agrivoltaics）
半透明的鈣鈦礦太陽能板可讓 作物與魚苗在不影響光線的情況下生長，應用於 農業溫室、水產養殖場，實現農業與能源的雙重收益。
建築整合太陽能（BIPV）
鈣鈦礦電池可應用於 玻璃帷幕、建築外牆、女兒牆等結構，既美觀又能提供穩定的發電能力，助力建築實現 能源自給自足。
穿戴式太陽能（Wearable & Mobility PV）
超輕量、可彎曲的鈣鈦礦太陽能適合應用於 可穿戴裝置、電動車、無人機，提供便攜式能源解決方案。
物聯網（IoT）應用
鈣鈦礦電池可為 無線感測器、環境監測設備、智能家居 提供持續供電，減少電池更換頻率，提升設備自主性與可靠性。
展望未來：加速綠能革命，邁向碳中和
台灣鈣鈦礦科技這次的技術突破，標誌著鈣鈦礦太陽能技術朝商業化邁出重要一步。未來，我們將持續投入研發，推動產業升級，助力全球能源轉型。此外，政府、科研機構與企業間的緊密合作，將進一步加速鈣鈦礦技術的發展，讓太陽能不再只有矽晶的方案，而是更高效、更靈活、更具市場潛力的新時代！
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