【第六屆鈣鈦礦論壇】IXO®透明導電材料串起低溫製程與銦循環

鈣鈦礦太陽能電池要走向大面積、可撓與疊層應用，除了吸光層與封裝技術，位於元件電極端的透明導電薄膜也不可忽視。光洋應用材料光電暨功能陶瓷事業群胡書華協理指出，透明導電氧化物（TCO, Transparent Conductive Oxide）必須同時兼顧低電阻與高穿透，才能讓光線有效進入元件，並將產生的電流順利導出。當元件結構愈薄、材料愈多元，製程溫度與原料供應也成為技術能否量產的重要條件。

透明導電層，決定光能進得去也送得出來

目前顯示器與光電元件常用的氧化銦錫（ITO, Indium Tin Oxide），通常需要較高溫的製程或後段退火，才能取得理想的導電與透光表現。然而，鈣鈦礦、塑膠基材及有機功能層對熱較敏感，高溫不僅增加能耗，也可能限制材料選擇與製程整合。

胡書華說明，光洋開發的 IXO® 以氧化銦為基礎，透過摻雜設計改善薄膜特性，目標是在不依賴退火的情況下，仍維持透明電極所需的性能。對鈣鈦礦與矽疊層電池而言，近紅外光（NIR, Near-Infrared）的穿透能力尤其重要，因為上層材料若吸收過多長波段光線，就會減少進入下層矽電池的光能。透明導電層不只是電極，也是低溫製程、光譜利用與元件整合的交會點。

從高溫退火轉向常溫成膜

在常溫成膜且未退火的比較中，IXO® 的電阻可比傳統 ITO 降低約四成，同時提升可見光與近紅外波段的穿透。這項特性有助於減少熱製程，降低對下方有機層或鈣鈦礦層的影響，也讓柔性基板與連續式製造擁有更大的製程窗口。

材料使用效率同樣影響量產成本。胡書華表示，IXO® 可在維持薄膜功能的前提下，降低約 10% 至 15% 的銦用量；在薄膜彎折測試中，也展現反覆彎折 20 萬次後仍可維持功能的可撓能力。這些表現讓透明電極的評估不再只看單一片電阻，而要一起考量成膜溫度、穿透光譜、可靠度、蝕刻加工與材料耗用。常溫成膜的價值，在於同時減少熱負荷、提升光利用，並擴大柔性元件的製造選項。

材料創新還要接上銦的綠色循環

透明電極的另一項挑戰來自銦的供應。銦多半是鉛、鋅冶煉的副產品，產量容易受到礦源品位、冶煉產能與地緣政治影響。隨著顯示器、太陽能與新型光電元件持續成長，只改善材料性能仍不足以化解供應風險，回收與精煉能力必須同步納入產業布局。

胡書華指出，靶材經濺鍍後，最終進入產品的銦僅約 3.6%，其餘多存在於殘靶、腔體附著物與製程廢料中。光洋透過回收與精煉，使約 85% 的銦廢料重新進入材料循環，每年回收量約 150 噸。這套模式把材料供應從一次性採購轉為可回收的閉環，有助於降低對單一原生礦源的依賴。鈣鈦礦量產的材料競爭力，將同時取決於薄膜性能、製程相容性與關鍵原料循環能力。

從 IXO® 的低溫成膜到銦的回收再利用，胡書華呈現的是一條從元件性能延伸至供應鏈韌性的技術路徑。當鈣鈦礦產業逐步跨向疊層、柔性與大面積製造，透明導電材料能否兼顧效率、可靠度、成本與循環，將成為技術落地不可缺少的一環。