馬斯克也瘋狂！ 鈣鈦礦太陽能電池成市場新寵
一種外觀類似晶片、乍看像方形塑膠板的電池片，正成為全球能源產業備受矚目的焦點，連SpaceX執行長馬斯克都積極看好。這項被稱為鈣鈦礦太陽能電池的技術，因具備輕薄、高效率且碳足跡低等特性，被視為2050年淨零碳排的重要解方，更吸引發明者宮坂力教授來台分享太空應用的無限潛力。
直擊鈣鈦礦電池製作過程 引爆新能源革命
鈣鈦礦太陽能電池的製作過程並不複雜。首先在玻璃上進行雷射畫線，塗上二氧化鈦電子傳輸層，接著在上面塗佈鈣鈦礦溶液，進行一層一層旋轉塗佈，途中加熱烘烤以確認結晶品質並增強穩定性。製程中顏色會由透明變為黑色，不到10分鐘，一片鈣鈦礦太陽能電池就能製作完成，這項技術被譽為下個世代的太陽能科技。中研院應用科學研究中心研究員朱治偉表示，鈣鈦礦材料基本上具有非常強的吸光係數，因此在很薄的膜的情況下，就可以把光完全吸收並轉換成電能，製作成太陽能元件時可以非常輕薄。朱治偉進一步說明，鈣鈦礦可以調變能隙，因此能夠吸收各種不同波長範圍的光。
目前全球的太陽能發電板幾乎都是使用矽晶太陽能電池製成，雖然技術成熟可靠，但轉換效率僅約20%至25%。相較之下，鈣鈦礦可以超過30%，等於增加了2至3成效率，同樣面積的發電量可提升2至3成，對土地成本昂貴的台灣具有重要意義。朱治偉指出，未來的方向就是要解決鈣鈦礦不穩定的問題，團隊的目標非常明確，就是要讓業界能夠使用，因此朝大面積化發展，但效率上也不落後。他補充說明，鈣鈦礦結合矽做成疊層式元件，理論極限值大概在40%。
儘管鈣鈦礦仍在試產階段，離真正應用落地還有一段路，但產業界已經迫不及待。其輕薄、可撓曲、高效率的特性，讓馬斯克喊話要將鈣鈦礦應用在AI數據中心。在效率計算方面，量測設備廠從頭到尾扮演關鍵角色。光焱科技發言人廖清霖表示，鈣鈦礦最大的好處是可以在太陽能電池還在薄膜階段時，不用做成完整的太陽能電池，就能預測材料轉換的效率。
在檢測技術方面，將電池片放上類似顯微鏡的機台，結合AI分析模型與自動化光致發光技術，電腦觀測一目了然，能加速決策速度並降低研發風險。另一台太陽光模擬器發出的強光，正式模擬太陽能光譜的光源，用來測試樣品在陽光下的轉換效率。此外，量子量測效率儀器能把內部探針對準樣品，將光分成不同的波長，得知電池在不同波長下的最佳效率。廖清霖強調，太陽電子材料在量測測試的過程中，精準度、重複度以及是否符合國際標準非常重要。
針對太空應用，廖清霖認為，鈣鈦礦有一個非常特別的特性，就是非常害怕水跟氧，因為它的晶格相對不穩定，但目前很熱門的應用領域在外太空上，剛好就沒有水氧這個特性，而且鈣鈦礦本身比較抗輻射，因此用在太空領域上非常有優勢。
鈣鈦礦太陽能之父宮坂力訪台 看好太空應用新藍海
發明鈣鈦礦太陽能電池的宮坂力教授來台出席研討會時指出，鈣鈦礦很輕，發射火箭時負擔很小，在大氣中面對微弱的光源也能加以吸收利用，比方說像是地球反射的光也能拿來發電。宮坂力也看好其他相關產業的應用，認為智慧手機的充電，還有隨身攜帶的包包、衣服，只要能貼上薄薄的鈣鈦礦就能發電，可以透過那個電力來進行充電。他更進一步表示，各個家庭自己利用太陽能板進行發電，稱為自給自足，若能推廣這件事，就能打造過去未曾有過的社會。
廖清霖表示，光焱科技也在非常積極地看待整個產業的發展趨勢，隨著AI興起以及太空議題持續發酵，鈣鈦礦的發展速度可能會超過想像。產業與學術界紛紛加快腳步投入，種種跡象顯示鈣鈦礦技術正從實驗室邁向星辰大海，未來應用百花齊放。