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晶片光環背後的隱形推手:永光化學如何以「一滴膠」攻克鈣鈦礦商用難題?

隨著全球邁向淨零碳排,鈣鈦礦太陽能技術被視為下世代綠能的希望,其發展潛力足以顛覆現有的能源版圖。然而,材料穩定性一直是其商用化的最後一哩路。台灣特化龍頭「永光化學」憑藉精密的封裝材料技術,助攻瑞士新創 Perovskia Solar AG 奪下國際大獎,這不僅是技術上的突破,更象徵台灣供應鏈正從過往的「代工製造」模式,成功轉型為「定義材料規格」的全球關鍵角色。

寧靜革命:竹科之外的材料強權

在台灣,半導體產業的快節奏、高產值與頻繁的媒體曝光,早已讓大眾習慣將科技發展與「晶圓代工」劃上等號。然而,在喧囂的竹科高階主管圈中,近年流傳著一個深刻的觀察:決定未來十年科技高度的,或許不再只是電路圖上的線寬,而是那些深藏在元件底層的特用化學與精密材料。

這場發生在實驗室與化學反應槽裡的「寧靜革命」,在 2025 年獲得了國際性的證實。瑞士新創 Perovskia Solar AG 在「Go Healthy with Taiwan 國際提案比賽」中,面對全球超過 600 件創新提案仍能脫穎而出奪得首獎。這項殊榮的背後,並非單靠瑞士的研發設計,更仰賴台灣老牌化學巨頭——永光化學(Everlight Chemical) 所提供的核心材料支援。這種「歐洲設計、台灣賦能」的強強聯手,正成為台灣特化產業重塑全球影響力的縮影。

「能源聖杯」鈣鈦礦:優勢與致命傷

鈣鈦礦太陽能電池(Perovskite Solar Cells, PSC)在科學界有著「能源聖杯」的美譽。與傳統厚重的矽晶太陽能板相比,鈣鈦礦展現了物理特性上的絕對優勢,徹底打破了能源生成的空間限制:

  • 革命性的物理特性: 鈣鈦礦材料極為輕薄且具備優異的可彎曲性。這意味著太陽能電池可以像壁紙一樣張貼在建築外牆,或是像膠捲一樣纏繞在電子裝置表面。

  • 極高的弱光轉化率: 不同於矽晶板必須仰賴直射強光,鈣鈦礦在陰天、室內照明甚至微弱的環境光下,仍能保持高效發電。這使得「室內自我供電」從理論走向現實。

  • 多元的應用場景: 從健康追蹤的穿戴式裝置、遍布城市角落的物聯網(IoT)感測器,到整合進窗戶玻璃的建築太陽能(BIPV),鈣鈦礦描繪了一個「萬物皆可發電」的綠色願景。

脆弱的「阿基里斯腱」:穩定性瓶頸

儘管潛力無窮,鈣鈦礦卻有一個極其脆弱的化學本質。由於其晶體結構對環境極為敏感,一旦接觸到微量的水氣、氧氣或長期受紫外線(UV)照射,材料會迅速降解並失去光電轉換能力。過去許多實驗性產品在封裝不佳的情況下,壽命往往不足一年。這種「短命」的特性,正是阻礙鈣鈦礦從實驗室走向大規模商業量產的最大「阿基里斯腱」。

永光化學的「精準打擊」:高效能 UV 封裝技術

Perovskia Solar AG 獲獎的「健康監測 UV 產品」,其核心挑戰在於必須在戶外多變且嚴苛的環境(強光曝曬、高濕度)下,確保內部鈣鈦礦電池能穩定運作數年。在這樣的合作框架下,永光化學的角色已超越了傳統的化學品供應商,轉而成為**「技術賦能者(Tech Enabler)」**。

針對鈣鈦礦的物理特性與痛點,永光研發團隊開發出專用的「高效能 UV 光固化封裝膠」,透過精密的分子設計,成功築起了三道技術護城河:

  1. 奈米級防護(Low WVTR): 提供極低的水氣滲透率(Water Vapor Transmission Rate)。這滴膠材如同為電池穿上一層奈米級的防護衣,即便在潮濕氣候下,也能有效阻絕水分分子的侵蝕,將電池壽命從月提升至年。

  2. 化學相容性(Solvent-free): 傳統膠材在固化過程中釋放的揮發性有機溶劑,往往會回頭侵蝕脆弱的鈣鈦礦層。永光採用的無溶劑配方,確保了封裝過程對電池層「零傷害」,解決了材料間化學反應不相容的宿疾。

  3. 製程優化(Low-temp Curing): 鈣鈦礦材料極不耐高溫,傳統熱固化封裝往往會破壞元件效能。永光的 UV 光固化技術能在極短時間內、低溫狀態下完成固化,不僅保護了敏感的元件,更顯著縮短了製程週期,提升了商用量產的良率與經濟效益。

產業啟示:從「代工製造」向「材料定義」轉型

永光化學助攻瑞士客戶奪獎的案例,實際上揭示了台灣供應鏈在全球版圖中的定位轉型。這不再只是單純的買賣關係,而是一種更深層次的「共同定義」:

  • 主動解決物理極限: 台灣廠商不再只是被動地根據客戶給出的規格書(Data Sheet)進行生產,而是參與最前段的研發,主動針對物理難題提出化學解決方案。

  • 掌握材料科學的核心議價權: 在 AI 運算力爆發與全球淨零轉型的兩大趨勢下,硬體競爭最終都會回歸到「材料」。誰能掌握更先進的封裝配方、更穩定的介面材料,誰就在國際賽局中擁有更高的議價權與話語權。

  • 跨國創新協作模式: 藉由「台灣精密材料」結合「歐洲前瞻設計」,這種模式為台灣特化業者開闢了避開價格競爭、走向高毛利技術服務的藍海之路。

參考資料與延伸閱讀


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