效率達19％ 鈣鈦礦太陽能電池潛力看好

人們不斷找尋新的太陽電池材料，來達到更好的光電轉換效率。鈣鈦礦（perovskite）最早的研究起於1990年，由IBM的David Mitzi使用有機金屬鹵化鈣鈦礦製作TFT以及LED。2014年美國加州理工的楊陽教授團隊，以真空輔助製程（Vapor-Assisted Deposition）的方式製作出比濕式製程更加均勻的鈣鈦礦結構層。

圖一 : 鈣鈦礦太陽能電池之轉換效率已與矽晶太陽能電池接近，且價格在未來將具有很高的競爭性。

據了解，真空輔助製程的鈣鈦礦層其表面粗糙度約23.2奈米，轉換效率達19.3％。另外，根據光電協進會(PIDA)研究，鈣鈦礦太陽能電池除了具有高轉換效率外，成本更是其最大的優勢，其建置成本可望與矽晶太陽能電池模組競爭。

根據牛津大學的鈣鈦礦太陽能電池專家 Snaith博士表示，目前於實驗室之鈣鈦礦太陽能電池成本約0.4美元／瓦，屆時如果於工業量產，將可望將成本再減半。而根據ITRPV於2014年之報告中數據顯示，2020年時，非中國製的矽晶太陽能電池模組（60-cell double-sided contact c-Si cell module）之價格將可能由目前約0.6美元／瓦降低至約0.45美元／瓦。屆時鈣鈦礦之建置價格若真能以接近0.2美元／瓦的價格販售，將具有很大的競爭性。

鈣鈦礦太陽能電池之轉換效率已與矽晶太陽能電池接近，且價格在未來將具有很高的競爭性。不過，美國加州理工的楊陽教授表示，由於目前尺寸仍然是1吋x1吋，離商用等級1公尺x1公尺仍有段距離。預計仍需約5年方可進入工業量產階段。

另外，2014年10月開展的奈米展中，由台灣大學林唯芳教授團隊所研製出來的鈣鈦礦太陽能電池，也達到轉換效率15.6％的水平，並在美國已申請專利，期預計產出的電力成本低於0.3美元／瓦。

因此台灣在未來之競爭仍有機會；如果能與產業合作，完成耐久性測試，以及完備製程技術等商業化階段，或許有助於儘快將太陽光電的主流技術推進下一世代。