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鈣鈦礦黑科技爆發,太陽能飛上太空!這一步代表什麼?

台灣大型太陽能廠公開布局量子疊層路線,全球產業同步瞄準高效與太空應用場景


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在低軌衛星、深空探測與太空通訊需求快速擴張的背景下,太陽能作為太空任務的核心能源來源,正迎來新一輪技術轉型。過去以矽晶與砷化鎵為主流的太空太陽能技術,雖具備成熟可靠的優勢,但在效率、重量與系統成本上逐漸逼近物理與工程極限。近年來,以鈣鈦礦(Perovskite)為核心的第三代太陽能技術,正同步在地面與太空場域快速推進,成為各國產業與科研單位關注的焦點。


台灣產業動向:鈣鈦礦疊層成為下一步關鍵


在國際間積極推動鈣鈦礦太陽能太空應用的同時,台灣太陽能產業也已同步展開第三代技術布局。國內太陽能廠商元晶近期即公開指出,未來太陽能將邁入被形容為「量子時代」的新階段,核心方向在於透過鈣鈦礦疊加高效矽晶(如 TOPCon) 的疊層架構,突破單一矽晶材料的物理極限。

相關鈣鈦礦疊層技術已納入中長期產品規劃,並預計於 2028 年前後進入量產階段。此一布局顯示,台灣主流太陽能廠商已不再僅聚焦於既有矽晶路線,而是將鈣鈦礦視為下一世代高效率太陽能的關鍵材料之一。


鈣鈦礦為何成為太空太陽能關鍵材料?


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鈣鈦礦太陽能電池具備高光電轉換效率材料薄重量輕與可柔性化設計等特性,使其在太空應用上具備獨特優勢。尤其在太空環境中,缺乏水氣與氧氣,反而能降低鈣鈦礦在地球環境中常見的材料劣化問題,使其在真空、高輻射與劇烈溫差條件下展現出穩定運作的潛力。

這樣的特性,使鈣鈦礦太陽能被視為未來應用於:

  • 低軌通訊衛星

  • 太空站能源模組

  • 深空探測與長期任務電力系統


日本率先實證,鈣鈦礦正式進入太空場域


HTV-X1 上 SDX 太陽能實驗系統與鈣鈦礦電池。圖 / Ricoh + JAXA
HTV-X1 上 SDX 太陽能實驗系統與鈣鈦礦電池。圖 / Ricoh + JAXA

在實際太空部署方面,日本已率先完成關鍵示範。日本太空機構於最新無人補給飛船任務中,搭載由日本企業研發的鈣鈦礦太陽能電池模組,進行在軌性能與耐久性測試。該任務的重點,在於長時間監測鈣鈦礦電池在太空環境下的發電效率、電性穩定度與衰退行為,為後續更大規模的太空能源應用建立實證基礎。

此舉也象徵鈣鈦礦太陽能已從地面驗證階段,正式跨入實際太空應用測試,成為全球太陽能技術演進的重要里程碑。


地面高效與太空應用路線逐步匯流


從產業布局角度來看,地面高效率發電需求與太空能源系統,正逐漸走向同一條技術主線。不論是台灣業者所提出的鈣鈦礦疊層矽晶量子架構,或是日本與歐洲在太空測試中採用的輕量化鈣鈦礦模組,其共同目標皆在於透過多結構設計,提高單位面積與單位重量的發電能力。

這也意味著,第三代太陽能的技術成果,未來將同時影響:

  • 地面大型電站與高效模組

  • 建築整合型太陽能(BIPV)

  • 太空與航太能源系統


第三代太陽能革命正式啟動


隨著台灣大型太陽能廠商公開表態投入量子疊層路線,加上日本率先完成鈣鈦礦太陽能在軌實證,全球太陽能產業正站在新一輪技術轉折點。鈣鈦礦不再只是實驗室材料,而是逐步成為串聯地面與太空能源應用的關鍵技術之一。

在量產時程、實證數據與國際合作持續推進下,第三代太陽能的競爭,已不僅是效率數字的提升,而是誰能率先建立跨地面與太空的高效能源新架構。


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