【第六屆鈣鈦礦論壇】反式結構走向主流，材料與界面工程成量產關鍵

鈣鈦礦太陽能電池的競爭焦點，正從單純提高效率，轉向效率、壽命與量產相容性的同步整合。機光科技趙清煙副總經理指出，相較三年前的技術發展，反式鈣鈦礦太陽能電池（Inverted Perovskite Solar Cell, p-i-n）已在效率上追平甚至超越正規結構，壽命表現也更具優勢，因而逐步成為學研與產業投入的主流方向。反式結構的領先，不只來自效率數字，也來自壽命、低溫製程與矽基疊層整合的綜合優勢。

從元件架構轉向界面品質

反式元件以自組裝單分子層（SAM, Self-Assembled Monolayer）作為電洞選擇接觸材料時，薄膜覆蓋率、分子聚集與界面黏附力都會影響電荷傳輸。若 SAM 未能均勻覆蓋透明導電基板，或鈣鈦礦底部留下懸鍵與晶格缺陷，便可能增加非輻射複合，進而損害效率與操作穩定性。長時間運轉下，分子與離子在不同功能層之間的遷移，也可能加速元件衰退。

趙清煙整理近年高效率研究路徑後指出，材料開發已不再只是尋找單一新分子，而是從上下界面同時處理問題。鈣鈦礦表面的添加劑可補償缺陷、抑制相變與離子遷移；SAM 上方的界面修飾層，則可改善分子分布、釋放殘餘應力並建立更穩定的化學連結。相關研究顯示，妥善設計界面後，元件可兼顧超過 27% 的光電轉換效率與數千小時操作測試中的性能維持。

高效率元件的共同方向，是把缺陷鈍化、電荷提取、界面應力與離子遷移視為同一個材料系統問題。

SAM 改質建立更穩定的接觸層

針對 SAM 本身，發展方向也從單一錨定基團走向雙錨定、多錨定與可交聯結構，甚至透過高分子化提高薄膜穩定性。不對稱分子可降低溶液中的自我聚集，搭配原位交聯材料，則有機會抑制 SAM 向鈣鈦礦層擴散。這些設計的共同目標，是讓奈米尺度的接觸界面更均勻，並在熱、光與長時間操作下維持結構完整。

不同應用也會回頭決定吸光層配方。單接面、全鈣鈦礦疊層與鈣鈦礦矽晶疊層，需要配合不同能隙調整銫、甲胺、甲脒、錫、鉛、碘與溴的比例。材料供應商因此不能只提供高純度單品，還必須理解配方、功能層與下游塗布製程之間的連動關係。

從材料目錄跨進產線驗證

機光科技已建立電子傳輸層、電洞傳輸層、自組裝單分子層、紫外光膠與碘化鉛等材料布局。其中，碘化鉛已進入台灣鈣鈦礦科技的產線驗證，在 210mm×300mm 模組製程中檢視效率一致性、電性輸出與封裝相容性。趙清煙表示，材料在實際平台上的表現，才是從實驗室走向放量導入的關鍵。

量產材料的價值，不只在純度與性能，更在批次穩定、製程相容與模組平台上的可重複驗證。

反式鈣鈦礦的下一階段，將由材料、元件、塗布設備、封裝與量測共同推進。當界面工程能被轉化為穩定配方與可控製程，效率紀錄才有機會成為可製造、可驗證的產業能力，也讓台灣精密化學材料供應鏈取得更清楚的切入位置。