超越太陽能：鈣鈦礦如何引爆感測與顯示的未來新革命？

你對鈣鈦礦的認知，是否還停留在「太陽能」？

當我們談到「鈣鈦礦（Perovskite）」，大多數人的第一印象，或許是那種被譽為下一代綠色能源核心的太陽能電池。確實，這種材料能將太陽光高效轉化為電能，其潛力正在全球各國政府與企業的積極投入下，迅速實現商業化。例如，日本政府在 2021 至 2025 年間，便大力資助鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的基礎技術開發，使其技術迅速商品化 。   

然而，如果你的視野只停留在太陽能，那將錯過一場正在發生的更大革命。鈣鈦礦材料，其核心的獨特晶體結構，具備顯著的光電效應，且能涵蓋極寬的光譜頻段 。這種特性，讓它不再只是單純的發電材料，更成為跨足感測器與顯示器等新興光電應用的關鍵 。   

這篇文章將帶領你深入探索鈣鈦礦的另一面，揭示它如何以超乎想像的方式，顛覆你我所熟悉的光電科技。

一、 光電效應的全新演繹：從能量轉換到超高靈敏度感測

鈣鈦礦材料的潛力，正被全球頂尖的學術研究機構所挖掘。它將「光電轉換」的應用場景，從單純的發電，拓展至精密的感測領域。

1.1 早稻田大學的突破：千倍靈敏度的感測奇蹟

日本早稻田大學准教授 石井あゆみ（Ayumi Ishii），正是這場感測革命的領航者之一。她的研究團隊成功將鈣鈦礦應用於光學感測器的受光單元。這項技術的突破性在於，由於鈣鈦礦可涵蓋多種可見光與不可見光波段，其感測靈敏度最高可達現有光學感測器的 1,000 倍。這項技術的應用前景廣闊，特別是在以下兩個關鍵領域：

• 工業檢測：超高的靈敏度能大幅提升非破壞性檢測的精準度，確保產品品質萬無一失。

• 醫療診斷：更具前瞻性的應用，例如透過精確判讀細胞核體積，為醫學界提供診斷癌細胞的可能性，這將是醫學診斷技術的重大飛躍。

  
  

  

1.2 蘇黎世聯邦理工學院的創新：重新定義相機影像

在感測器領域的另一端，瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）也提出了令人振奮的研究。他們針對相機與攝影機，開發出鈣鈦礦光感測器。相較於傳統相機需要多組感測器或分光濾片來辨識不同光色，鈣鈦礦感測器能以 單一元件 同時辨識所有光色，這將帶來：

• 影像解析度提升：有望將影像解析度提升 3 倍，讓細節呈現更為清晰。

• 低照度表現：超高靈敏度讓相機在光源微弱的環境下，依然能拍攝出清晰且高畫質的影像。

  
  

  

這兩項研究成果證明，鈣鈦礦在感測領域的應用，不僅是單純的技術升級，更是對現有光電元件的一次顛覆性創新。

二、 逆向思維的挑戰：從「發電」到「發光」的未來顯示器

如果說鈣鈦礦能高效地將光能轉化為電能，那麼反過來呢？科學家也提出一種逆向構想：利用「電能轉光能」的原理，開發新一代的彩色顯示器。

早稻田大學准教授同樣提出了這個宏大的願景。理論上，鈣鈦礦顯示器有望優於目前市場主流的 OLED 顯示器，其潛在優勢包括：

• 更高解析度：其獨特的晶體結構，有機會實現更高的像素密度。

• 更低製造成本：相較於複雜的 OLED 製程，鈣鈦礦的材料與生產成本預計將更具競爭力。

• 更低耗電量：更高的發光效率，意味著產品將更加節能。

  
  

然而，這項技術的商業化之路仍面臨挑戰。目前，相關材料的壽命仍不及 OLED，且部分光色的衰減速度較快，這些都是需要克服的技術難關。專家預估，要實現商用化顯示器，仍需5至10年的深入研究與技術攻關。

三、 台灣鈣鈦礦研發及產業聯盟的使命與展望

全球鈣鈦礦材料的潛能正在爆發，應用領域也從太陽能電池跨足至更廣泛的新興光電應用。這場技術的浪潮，台灣當然不能缺席。

臺灣鈣鈦礦研發及產業聯盟（TPRIA）的成立，正是為了匯聚國內產、官、學、研的力量 。我們深信，透過建立一個開放的產業交流平台，整合材料開發、技術開發、設備開發與應用開發的資源，能夠加速台灣鈣鈦礦產業的多元發展，並在國際競爭中保有絕對優勢 。   

這篇文章所介紹的感測與顯示技術，正是聯盟未來將持續關注與推動的重要方向。我們將作為資訊的橋樑，持續為產業專家、研究者，以及所有對鈣鈦礦有興趣的公眾，提供最前沿的資訊與最權威的見解。

我們相信，鈣鈦礦的旅程才剛開始。它不僅是下一代綠色能源的希望，更將為我們的生活帶來無數全新的可能。

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