近年來最受注目的太陽能電池材料是甚麼?莫過於金屬鹵化物材料「鈣鈦礦」!它不含鈣、也不含鈦,更不是礦,但它具有輕、薄、半透明特性,可以塗布在任何基板上,建築物、汽車、窗簾、衣服都可以發電儲能,可望成為太陽能電池新星。
長期以來,晶矽是太陽能電池最常使用的材料,不過,近年來正夯的金屬鹵化物材料「鈣鈦礦」,因為具有製程簡單、效率高、成本低等等優勢,有機會是未來綠電儲能的超級材料!
勤友光電董事長陳來助指出,2009年日本橫濱大學教授宮坂力在偶然情況下,發現鈣鈦礦具有特殊的光電效應,對外發表後,全球開始大量投入研究。短短幾年間,鈣鈦礦光電轉換效率便呈現飛躍式增長,屢創紀錄,如今轉換效率已經超過20%以上,實驗室數據甚至可高達30%。
更重要的是,鈣鈦礦沒有排它性,可以跟晶矽串疊相接。鈣鈦礦負責吸收短波長,晶矽吸收長波長,帶來一加一大於二的效果。根據實驗室結果,兩者疊加後的光電轉換效率可以提升至30%至40%。
陳來助表示,鈣鈦礦輕、薄、透光、可變形,可以用塗佈方式,塗在各類基板上,相較於傳統太陽能板,應用層面將更多元化,舉凡軍事、建築、農業、物聯網、航太等各領域,皆可透過鈣鈦礦太陽能,開創新的商業模式。
舉例來說,未來建築業將成為能源產業,可以創能、儲能,進行能源管理。將鈣鈦礦塗在大樓的帷幕玻璃、牆壁、窗簾就能夠發電,甚至儲存能源,建築業將變成電力公司,帶來破壞性的創新商機;電動車、無人機不用再放置笨重的太陽能板,薄薄一層鈣鈦礦即可解決電池續航力問題,克服里程焦慮,讓汽車、無人機跑得更遠、飛得更快。此外,鈣鈦礦基板下,可以種植小番茄、蘭花等農作物,兼顧發電及農業發展,讓太陽能板建置不再與民爭地。
由於鈣鈦礦神奇光電效應及多元化應用,各國及國際大廠競相搶灘登陸鈣鈦礦領域。陳來助舉例,美國能源部補貼企業發展鈣鈦礦,藉此提升太陽能電池自製率,挑戰中國矽晶太陽能霸主地位;日本2050年淨零碳排路徑圖載明,邁向零碳排,鈣鈦礦太陽能將是重要技術,目前TOYOTA、HONDA已著手研發鈣鈦礦太陽能車,日本新蓋車站的車廊屋頂等地,也將設置鈣鈦礦太陽能電池。
至於台灣,陳來助認為,貿易戰、科技戰時代來臨,不仰人鼻息最好的方式便是將技術牢牢掌握手中、能夠制定產品規格,也因此,目前已經集結面板、材料、半導體等等國內各領域高手,打造鈣鈦礦太陽能完整產業鏈。由勤友光電發揮光電設備製造強項,結合台灣鈣鈦礦科技公司的製程開發及應用技術,已能提供各種規格、尺寸的鈣鈦礦太陽能設備整合方案。目前已經成功產出台灣最大面積A4 size鈣鈦礦太陽能電池。
鈣鈦礦是第三代太陽能熱門材料,預估2025年產業將開始起飛,不過,陳來助認為,鈣鈦礦競爭日趨白熱化,以中國為例,許多企業積極參與鈣鈦礦建置,預期產能將可增至30GW,受到全球注目。未來在資金不斷簇擁之下,預期鈣鈦礦商機將提前大爆發。