【第五屆鈣鈦礦論壇】軟性透明基板技術突破 AI助攻鈣鈦礦電池效能提升

材料創新與製程優化並進，加速柔性太陽能應用落地

在「第五屆鈣鈦礦論壇」中，工業技術研究院李政穎研究員發表演講，聚焦於鈣鈦礦太陽能電池的軟性透明基板開發與製程技術，並說明如何透過材料創新與AI導入，全面提升元件的效率與可靠度。

透明基板的需求與特性

李政穎指出，軟性透明基板的開發，是為了滿足戶外運動及可攜式能源應用的嚴苛需求。其必須兼具「高滲透性、高耐候性、輕量化、防水性、高溫穩定性以及優異機械強度」，才能承受戶外環境的挑戰。他強調，這些特性需要透過「有機無機混成技術」實現，以兼顧透明度與耐久性。

關鍵材料突破：PI與PVDF

在材料研發方面，研究團隊著重於聚醯亞胺（Polyimide, PI）與聚偏二氟乙烯（Polyvinylidene fluoride, PVDF）。其中，PI已成功開發出無色高透明版本，裂解溫度可達400°C至500°C，玻璃轉化點（Tg）達423°C，並具備高透光性（透過率大於87%）及低霧度特性，可做到最薄6微米，滿足高規格需求。至於PVDF，雖然市售材料常呈霧狀，但透過「無機奈米粒子導入與結晶控制技術」，成功將其轉化為高透明薄膜。數據顯示，其穿透率可達93.5%以上，霧度小於2；在85°C/85%RH測試14天後，仍維持92%以上透光率；經12,000小時紫外線加速老化測試後亦不黃化，符合耐候要求。

製程創新：L-技術實現軟性電池

為突破軟性基板製程挑戰，團隊研發了「L-技術（Laser Lift-off）」：先在玻璃基板上塗布犧牲層，再沉積PI或PVDF透明膜，完成鈣鈦礦結構後，以雷射剝離方式取下，成功製作出10×10公分元件。該技術目前在玻璃基板效率可達13%，在軟性基板上則可達6%至8%，為後續大面積應用奠定基礎。

AI導入：加速結構設計優化

李政穎進一步分享，團隊已建立結合AI的模擬平台，針對吸收層、電子傳輸層與電洞傳輸層進行結構設計優化。其模式透過「數據回饋循環」運作，即先以AI模型生成參數組合，經實驗驗證後再回饋模型，逐步提升預測精準度。他表示：「導入AI模擬不僅能加速疊層設計調整，也能提升元件穩定性與效率。」

軟性鈣鈦礦太陽能電池在市場上具高度成長潛力。根據預估，2023年全球市場規模達5.398億美元，2024年將上升至5.73億美元，至2030年可望突破8.48億美元，年複合成長率達6.67%。其輕量、可撓、透明的特性，將廣泛應用於屋頂發電、車載能源、穿戴式裝置等多元場域，並有望推動「行動能源解決方案」加速落地。

本場演講完整呈現了軟性鈣鈦礦電池在基板材料、製程創新與AI優化上的全方位進展。其成果不僅展現台灣在次世代太陽能領域的研發實力，也為產業鏈未來發展提供關鍵技術路徑，對推動柔性光電市場具深遠啟發意義。