鈣鈦礦太陽能電池傳可運作30年  電能產業進入賽道加速狀態

記者：劉閔

電能已成為人類永恆的問題，知名英劇「黑鏡」（Black Mirror）揭示未來人惟電力不能解決，所以需不斷騎行高效能電力腳踏車，來換取一切生存所需物品。除此未來人力發電、展現生命的價值之外，最受矚目的能源之一，莫過於用之不竭的太陽能，因此科學家也一直亟欲研發出理想的太陽能電池，希望能夠把太陽的能量盡可能的轉化為電能，並且長時間儲存起來。

然而，自 2009 年開始，一種特殊的有機金屬鹵化物材料「鈣鈦礦」(organic-inorganic hybrid halide perovskite) 引起了科學家的注意。鈣鈦礦原本是指鈣與鈦的氧化物 CaTiO3，而太陽能電池用的鈣鈦礦，則為吸收光的效率很高，在鈣鈦礦吸收光子後，很快地分離成電子與電洞，傳送到電極而產生電流，從而製作成太陽能電池。

近期美國普林斯頓大學團隊研究發現「鈣鈦礦太陽能電池」理論運作壽命超過 30 年。示意圖/取自Pexels

但是許多研究皆表明鈣鈦礦太陽能電池脆弱異常，回顧 2009至2012年間的研究報告顯示，鈣鈦礦太陽能電池壽命只有短短幾分鐘，之後隨著研究發展，才慢慢增加到好幾天、幾週，最後單位撐到月，但初步研發的窘境，一度讓鈣鈦礦太陽能電池的發展一度傳出夭折。

美國普林斯頓大學團隊近期研究卻發現，鈣鈦礦太陽能電池的壽命比預期還要長，研究人員透過加熱設備來觀察電池退化程度，團隊選擇4個不同的溫度再測量結果，溫度範圍從一般的夏天標準溫度到攝氏 110 度極端溫度都有。最終發現，在平均溫度為攝氏 35 度下，設備可以在連續照明下以 80% 或更高的效率運作至少 5 年，這相當於在戶外運作 30 年。

但礙於鈣鈦礦仍處於研究階段，實際上無法花30年進行研究測試，但波蘭已有公司將鈣鈦礦太陽能電池商品化，製作為太陽能窗簾，符合歐洲零碳建築的政策方向，而中國多家巨頭正在入局鈣鈦礦電池市場，賽道已經明顯進入了加速狀態。

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