記者 徐蓓洳、吳宛融、劉采妮／採訪報導
在追求淨零排放與能源轉型的浪潮下，太陽能技術正不斷進化。除了常見的矽晶太陽能板，一種名為「鈣鈦礦」的新型材料，近年逐漸受到關注。它不僅能做成輕薄、可彎曲的塗層，直接結合建築外牆、窗戶或日常裝置，還具備在弱光環境下發電的優勢，被視為第三代太陽能電池的關鍵材料。從實驗室突破到實際場域應用，鈣鈦礦太陽能正站在能源、建築與生活交會的起點，也為台灣邁向低碳社會提供新的想像。
第三代新材料 輕薄可撓低汙染
台灣鈣鈦礦科技公司（下稱台鈣科）行銷專員邱筱媛表示，「鈣鈦礦」（Perovskite），是一種有機與無機混合的鹵化物結晶，被譽為第三代太陽能電池材料。特色是可製成輕薄、可彎曲的塗層，可以直接塗佈於建築物或物體表面發電，擺脫傳統矽晶太陽能板厚重、單一外觀。不僅能提供能源，還能增添建築的光澤與色彩，同時兼具節能與美觀。更重要的是，鈣鈦礦的生產成本相對較低，製程中產生的污染也比矽晶少，近年實驗室的發電效率多次突破矽晶的紀錄。
邱筱媛指出，鈣鈦礦太陽能電池仍處於持續開發階段，但相較傳統矽晶太陽能，具有在低光源環境下仍能發電的特性。她說，鈣鈦礦材料可應用於電子紙與感測器等產品，即使在室內光源或日常光線條件下，也能透過光電轉換維持運作，無須額外充電。且她也提到，鈣鈦礦太陽能可製成輕薄、可撓曲的形式，並可整合至建築門窗等材料中，不僅能吸收室外太陽光，也能利用室內光源進行發電，因此被視為新一代太陽能技術的重要發展方向。
高效率的隱憂 穩定性面臨考驗
在具備高效率與應用彈性的同時，鈣鈦礦太陽能電池在穩定性上仍面臨挑戰。台北科技大學分子學系蘇昭瑾教授指出，鈣鈦礦太陽能電池材料中含有較多有機成分，在強光或高溫條件下，材料本身較容易分解，導致元件效能隨使用時間逐漸衰退。她坦言，若長時間處於持續照光的狀態，材料可能因光化學反應而加速劣化，即使透過封裝技術延長使用壽命，也無法完全避免效率下降的問題。
產業端對此亦持審慎態度。太陽人全民電廠（下稱太陽人）執行長陳威丞表示，高溫與潮濕環境確實會影響鈣鈦礦太陽能電池的穩定性，目前仍須仰賴封裝技術來延長使用年限，但長期運轉的完整數據仍不足。他也強調，現階段鈣鈦礦太陽能並非要全面取代矽晶太陽能，而是透過疊層設計與既有矽晶技術搭配，以共同提升整體發電效率。
而在制度與實務層面上，若要推動此類新型發電裝置的應用，台灣電力公司（下稱台電）也已針對小型再生能源設備制定了配套措施。台電配電處專員李建旻表示，目前皆於小型再生能源發電裝置的併聯點設置電表，透過該電表計算躉售電能與電費並計量與結算。至於設置於公共設施上的發電設備（例如候車亭或路燈），經主管機關同意後，台電才會配合提供併網容量與併網點，以確保符合法規並支援政府的再生能源政策。
會發電的門窗 未來綠建築趨勢
根據行政院公布的《台灣淨零建築路徑規劃》，政府將建築部門納入淨零政策重點，推動節能技術與再生能源結合的「會發電建築」。該規劃文件指出，全球建築營建部門的溫室氣體排放量約佔38％，其中28％來自建築物能源使用。
邱筱媛表示，台鈣科以「四能並進，邁向淨零」為研發目標，從建築方面著手，推出「創能窗」及「創能門」，目前已應用在中部科學園區半導體廠及台中科學園區管理局。根據台中科學園區管理局提供的實測數據顯示，鈣鈦礦太陽能每日約能供九度電，年減碳量高達1557公斤，相當於從台中飛往東京六趟的碳排量。邱筱媛指出，鈣鈦礦除了能節能減碳同時兼具輕薄、美觀與高效特性，能與建築外觀融合，符合未來綠建築趨勢。
邱筱媛指出，鈣鈦礦太陽能自2009年問世至今，其光能轉電能的比例從3.8％提升至20％，預估2030年後可突破30％。除了應用在建築外，台鈣科也推行了「農電共生」，利用鈣鈦礦太陽能可透光的特性讓作物與發電共存。除此之外，她強調，鈣鈦礦太陽能的出現並非要取代傳統矽晶太陽能，而是希望能以不同材料的太陽能電池一層層堆起來，吸收更多陽光，提高整體的發電效率，達到雙贏的局面。
邱筱媛表示雖然台灣在鈣鈦礦技術研發與實際場域落地方面，近年已有不少突破，整體表現並不差，但她坦言，相較日本政府投入巨額資金補助研發，台灣仍處起步階段。她也提及，若政府能加強投資與政策支援，將有助於技術優化與成本降低，讓鈣鈦礦更快商業化，使綠能建築成為日常生活的一部分。
弱光亦可供電 減少環境負擔
在低功耗應用場域上，鈣鈦礦太陽能被視為一種可能的替代方案。蘇昭瑾指出，鈣鈦礦太陽能電池在弱光環境下仍可運作，較適合用於感測器、AI 元件等低功率裝置，但現階段仍以驅動小型元件為主。陳威丞也提到，鈣鈦礦在室內供電與建築整合上的應用，有機會減少對傳統電池的依賴，進而降低相關的環境負擔。
日常常見的零售電子標籤以及其他低功耗裝置，如感測器，長期受到更換電池與維修成本的限制。因「乾電池」可能含有汞、鎘及鉛等重金屬成分，除對水源及土壤造成環境污染外，並對人體健康造成衝擊。以歐盟為例，2020 年可攜式電池銷售量高達22.9 萬噸，卻只回收 9.9 萬噸，回收率僅43％；一顆鈕扣電池若未妥善處理，可能污染將近 600 公噸飲用水。
在低功耗裝置應用逐漸受到關注的情況下，部分業者已開始嘗試將鈣鈦礦太陽能導入實際產品。邱筱媛指出，台鈣科正致力研發自行供電的產品，如自供電電子桌牌、電子紙識別證等，希望在日常中導入「去電池化」設計，既能減少廢棄電池，也能降低碳足跡。經實際比對鈣鈦礦與矽晶太陽能生產過程的結果顯示，鈣鈦礦太陽能的生產過程中所製造出的碳足跡約為傳統矽晶太陽能的十分之一。
由於鈣鈦礦可以在弱光的環境下運作，其特性特別適合低功耗裝置，例如電子標籤、感測器與貼片等。蘇昭瑾教授表示，目前鈣鈦礦的功率偏低，適合低耗能產品，尚不適用高功率的家電。為了確保元件壽命與穩定度，業界正進行長期場域監測與封裝優化。同時，她也建議由生產鈣鈦礦太陽能的製造廠商統一負責「封裝—使用—回收」的處理方式，並持續研發降低鉛含量的替代材料。
競合而非取代 市場前景可期
陳威丞指出，鈣鈦礦太陽能相較於主流矽晶，具備高效率、低環境衝擊且高度柔性的三大優勢。其塗層式結構可彎曲且可貼附於曲面與立面，使太陽能應用突破傳統平面限制。陳威丞預期，未來五至十年間，鈣鈦礦太陽能與矽晶將形成「競合」關係，在傳統屋頂或地面電廠等平坦的區域競爭，但在曲面部分與玻璃等處則能互補合作，藉此擴大光電的應用範圍與覆蓋率。
蘇昭瑾提醒，鈣鈦礦太陽能的有機組成使其不耐高溫與強光，穩定性與壽命仍是挑戰。雖然部分業者宣稱鈣鈦礦運用於太陽能發電可達十年壽命，如：日本積水化學已開發出壽命可達 10 年的鈣鈦礦太陽能產品；另一方面，學界近年也在耐久性研究上取得進展。例如名古屋大學成功開發新型富勒烯衍生物，能顯著提升電池的長期穩定性，使鈣鈦礦太陽能電池的市場化應用更進一步。
鈣鈦礦太陽能含鉛問題亦引發環境層面的討論。對此，蘇昭瑾指出，一方面應持續研發無鉛替代材料，另一方面也需建立完整的回收機制，確保報廢後的含鉛組件能被安全處理。
從產業端來看，陳威丞表示，若鈣鈦礦太陽能技術未來成熟且穩定，太陽人將評估導入這項技術，並調整現行電廠的營運模式。目前大部分綠能專案通常以「面板擁有」來計算民眾參與的比例，也就是民眾實際擁有特定數量的太陽能板。然而，未來可能改以「發電容量」為單位，依照民眾認購的發電量大小來分配收益。這種做法讓民眾不必受限於實體面板數量，而能以更彈性的方式參與綠能轉型。
在實際使用層面，民眾對鈣鈦礦太陽能的看法，則多從日常生活與成本考量出發。黃明強說明，目前主流的矽晶太陽能板安裝成本仍偏高，對一般民眾而言具負擔，因此價格較為低廉的鈣鈦礦太陽能更有吸引力。不過，也有民眾保持相反的看法，楊翔承表示，儘管看好綠能發展，仍希望在技術更成熟、穩定後再導入生活應用。
綜合學界、產業與實務端的看法，鈣鈦礦太陽能在發電效率、材料彈性與應用場域上，已展現與傳統矽晶不同的發展方向。邱筱媛指出，鈣鈦礦可結合建築門窗、低功耗裝置與農電共生等場域，作為現有太陽能技術的補充應用；陳威丞則表示，鈣鈦礦並非取代矽晶，而是透過疊層或場域分工的方式，擴大太陽能的整體覆蓋範圍。
不過，蘇昭瑾也提醒，鈣鈦礦太陽能在穩定性、耐久性與材料安全性方面仍有待持續驗證與改良，目前較適合應用於低功率與弱光環境，尚未全面進入高功率發電領域。受訪者普遍認為，鈣鈦礦太陽能的後續發展，仍有賴技術成熟度、長期場域數據與制度配套的逐步累積。
看精彩融媒體報導：《能源與生活的交會 鈣鈦礦太陽能的新想像》
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