被称作第三代太阳能电池「钙钛矿」

被称作第三代太阳能电池「钙钛矿」，已逐渐走出实验室迈入商业阶段，台湾钙钛矿科技今年首度亮相台湾最大面积「A4大小」的钙钛矿太阳能电池，将提供客户整合材料、制程技术与专业设备的完整方案，将现有太阳能板应用扩大到建筑、农电共生，就连室内也可以发电。

首先，先了解钙钛矿电池是什么？为什么被称作第三代太阳能电池？

国际推动2050年净零排放，太阳能与风力发电为两大再生能源主力。不过传统的太阳能电池多半使用「硅材料」，市面上使用硅的太阳能板的能源转换效率达到22％已是极限，且硅属于不透光材料，应用上相对有限。而钙钛矿太阳能电池，被认为是最有潜力替代硅太阳能电池技术。

• 第一代以单晶硅、多晶硅为大宗，发展最长久、技术也最成熟
• 第二代为薄膜太阳能电池，属于非晶硅太阳能电池，能源转换效率较低
• 第三代共有3种技术：有机太阳能（OPV）、染敏太阳能（DSC）、钙钛矿太阳能（PSC），其中钙钛矿太阳能最为成熟，能源转换效率已突破25％

钙钛矿电池分为哪3种？

表面透出淡淡的橘色的钙钛矿太阳能电池，台湾钙钛矿科技同时展出了三种不同型态的钙钛矿太阳能电池，包括穿透型、半透型与不透型太阳能电池，差别在于太阳光线穿透太阳能板的程度与应用。

• 穿透型：应用在建筑的玻璃帷幕墙，保有室内光线，发电为辅。
• 半透型：应用在农电共生，部分太阳应用在发电，部分应用在植物行光合作用。
• 不透型：应用在发电，完全吸收太阳光来进行发电。

钙钛矿太阳能电池具备「可透光性」，适合农电共生。

特别是现在台湾聚焦发展「一地多用」的太阳能电厂，例如农电共生、鱼电共生等。过去台湾推农电共生，多半是太阳能结合种香菇，因为香菇较不需要日照，「钙钛矿太阳能电池可透光又能发电，对农业发展将是破坏式创新。」

从材料取得的角度来看，传统太阳能电池的「硅材料」矿产80%来自中国，有供应链过度集中的问题。而钙钛矿太阳能电池是有机金属卤化物材料，具有极佳的光电特性，台湾可自行开发。但现阶段挑战在于「大面积化制程」以及「稳定性不佳」仍有待克服。

 

作者

林唯耕教授

学历 | 美国马里兰大学博士

现职 | 国立清华大学工程与系统科学系，兼任教授

专长 | 电子组装散热、热管、环路式热管（CPL，LHP，PHP）、节能设计、太阳能储热与冷却、热流系统、电子元件之冷却、双相流、人造卫星及高空飞行物之热传元件