（台泰時報12月3日電）新一代「鈣鈦礦」（Perovskite）太陽能電池因具備高效率、輕量與可撓性等特性，逐漸成為全球再生能源領域的重要研究方向。此材質被視為能突破傳統矽基技術限制的關鍵創新，外界期待其將引領太陽能產業邁入新階段。

所謂鈣鈦礦係指一類具備特定晶體結構的合成材料，名稱源自 1839 年在烏拉山脈發現的天然礦物「鈣鈦礦」。目前常見的合成配方包含氯、溴、鉛與錫等成分，且可透過溶液製程大量生產，使其在技術開發上具有高度彈性。近十年間，研究者持續提升其光電轉換特性，使單接面電池的轉換效率逼近 27%，並創下高達 33.9% 的實驗紀錄，接近理論極限。相比之下，矽基太陽能電池的效率上限約為 33%，形成明顯差距。

若將鈣鈦礦與矽材結合成「疊層型」（tandem）電池，轉換效率理論值更可提升至逾 47%，意味在相同面積下能產生更多電力，有助降低發電成本。基於材質輕薄的特性，相關應用已涵蓋建築物外牆噴塗、透明窗戶光電裝置、衛星電源系統與電動車車頂等方向，成為企業積極布局的創新場域。

然而，該技術在商用前仍面臨三大挑戰，其一是材料穩定度偏低，易受高溫與濕度影響而加速老化；其二是部分配方含鉛，引發環保處理與廢棄物管理疑慮；其三則是逆向偏壓（reverse bias）問題，當部分區域被遮蔽時，其他電池會反向推送電流，使局部升溫、退化並造成永久性損傷，較傳統矽基模組更為敏感。

美國科羅拉多大學研究團隊指出，逆向偏壓下的劣化主要來自材料內部的微觀缺陷，如孔洞或不均質結構，這些缺陷在溶液成膜過程中容易產生。透過熱影像與電致發光成像技術，研究顯示上述缺陷常成為熱點起始點，進而造成短路與電池壽命縮短。

為此，科學界正積極開發新型介面層與成膜技術。德國柏林亥姆霍茲中心（HZB）團隊近期引入含氟分子界面層，藉由在鈣鈦礦與 C60 接觸層之間形成單分子薄膜，可降低能量損失並提高材料密度，使轉換效率提升至近 27%，且在連續照光 1,200 小時後仍能維持穩定表現，相較未加強界面的樣本僅於 300 小時便下降 20%，展現明顯差異。

儘管仍缺乏完整的長期可靠性資料，多家企業如 Oxford PV、Caelux 已著手推動疊層電池進入市場並展開實地測試。業界普遍認為，隨著材料穩定度提升與循環再利用技術成熟，鈣鈦礦電池有望成為太陽能產業的重要轉折點，為未來再生能源發展帶來更多可能性。

圖片來源：Bangkok Biz