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鈣鈦礦太陽能 W41 全球發展速報

1天前
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已更新:18小时前

鈣鈦礦太陽能的大面積製造再有新進展。澳洲新南威爾斯大學(UNSW)10 月公布,與無限光能(UtmoLight)合作的 30 × 30 公分子模組,取得 23.5% 認證穩定效率。W41 的其他消息也指向同一個問題:當材料離開實驗室,放大成模組、送進產線,甚至裝上無人機,還能不能維持表現?

這一期值得關注的,正是效率、製程與應用開始交會。高效率數字仍是新聞焦點,但面積、測試條件、批次重現性與能源系統整合,正在決定一項突破離產品還有多遠。

23.5% 子模組效率,讓大面積製造再往前一步

UNSW 校方表示,這項成果由郝曉京教授團隊與 UtmoLight 共同完成。23.5% 對應的是 676 平方公分孔徑面積;30 × 30 公分則是子模組外形,兩者不能混用。校方將其稱為大面積鈣鈦礦子模組世界紀錄,但公告未列出認證機構名稱,因此仍保留這項資訊缺口。

製程上的變化,是移除傳統氧化鎳層,並讓電洞選擇性接觸在製作時直接形成。這條路線試圖同時處理界面反應與製造步驟問題。團隊下一階段希望驗證 2.8 平方公尺模組,目標效率約 18–19%;這仍是後續目標,不能把 23.5% 直接套到商用尺寸。

圖一|30 × 30 公分外形、676 平方公分孔徑面積與 2.8 平方公尺後續目標的數據對照。

圖一|30 × 30 公分外形、676 平方公分孔徑面積與 2.8 平方公尺後續目標的數據對照。

結晶與界面改善,讓效率和耐久性一起被檢驗

加州大學聖地牙哥分校(UC San Diego)10 月 8 日介紹刊於《Science》的研究:團隊在鈣鈦礦溶液加入溴化鋅與甲基氯化銨,讓晶體成長期間出現短暫液相,幫助晶界重新排列,減少影響電荷傳輸的缺陷。

校方指出,該方法讓晶體更大、更均勻;太陽電池在模擬日光下連續運轉八週後,仍保有大部分初始效率。原週報另列 25.9% 認證效率,屬小面積電池成果,與前述子模組並非同一尺寸或測試對象,不能只按百分比高低排列成熟度。

另一項高熵分子接觸研究,則把三種分子混合,用不同堆疊方式改善電洞選擇性界面。《Nature Photonics》研究與相關報導列出 27.31% 認證穩態效率,以及 85°C、1,300 小時操作下的穩定表現。這些結果支持界面工程的重要性,但加速測試時數仍不能直接換算成戶外保固年限。

無鉛研究與鉛管理並進,環境優勢要連同條件閱讀

瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的無鉛研究,讓層狀雙鈣鈦礦進入水溶液中的光電化學操作。團隊以體積較大、具疏水性的有機間隔分子改善材料耐水性。這是光陽極研究的進展,並不等於無鉛太陽能模組已完成商業化,也不應寫成已實現完整水分解。

含鉛路線則出現另一種研究視角。華中科技大學團隊在 9 月 26 日發表的生命週期模型,推估中國 2026–2060 年部署情境;在同等裝機容量及最佳實踐條件下,鈣鈦礦累計鉛洩漏可較使用含鉛焊料的晶矽基準低最多 94%。這項研究在 W41 再被產業媒體報導。

其中的前提包括清潔生產、延長使用壽命與強化回收。94% 是情境模型的比較結果,不是現場量測,更不代表產品不含鉛或不必管理。對採購與應用端而言,封裝、破損處理及回收責任,仍是評估產品時必須一起詢問的項目。

圖二|鉛洩漏模型的比較基準、最佳實踐條件,以及模型推估的解讀界線。

圖二|鉛洩漏模型的比較基準、最佳實踐條件,以及模型推估的解讀界線。

從 2 公尺模組到無人機,接下來看批次與系統數據

Sofab Inks 的 W41 消息把焦點拉到材料供應鏈。依該公司季度更新的產業報導,其奈米粒子墨水已用於全尺寸製造線上的 2 × 1 公尺模組,並稱效率與穩定性優於對照元件。不過,公開報導未列出這批大模組的完整效率、批次良率與長期戶外數據,因此宜視為公司披露的產線驗證進度。

另一端,V-TOL Aerospace 的 Pegasus Mk.I 搭配 Halocell 鈣鈦礦太陽能陣列與 Li-S Energy 鋰硫電池,完成近兩小時、超過 75 公里的飛行。製造商公告日期是 9 月 30 日,W41 的 10 月 7 日產業報導是後續追蹤,並非當天才完成首飛。

這是整套飛行平台的成果,無法據此單獨算出鈣鈦礦增加多少續航。原週報提及的 80% 優勢涉及電池比較,不能當成太陽能陣列貢獻。對輕量光伏而言,飛行實證提供了整合經驗;要走向採用,仍需更多可重複的任務與環境條件資料。

圖三|實驗室、製造線與飛行實證的三種證據,分列其成果與解讀條件。

圖三|實驗室、製造線與飛行實證的三種證據,分列其成果與解讀條件。

綜合 W41,可以看到鈣鈦礦的競爭正延伸到「做大之後能否穩定工作」。讀效率時帶上面積,讀量產時追問批次,讀應用時拆開各系統貢獻,才能看見新聞數字背後真正的產業進度。

編輯補充:原始 PDF 保留 W41 當時的資料與展前時態;能源展現已結束,網頁版不沿用邀展 CTA。未能充分核實的市場規模、個別企業良率與政策細節,也未作為本篇正文結論。

下載原始 W41 週報

以下 PDF 為 Ray/精準工作室原始版本,資料期間為 10 月 5–11 日。上方網頁版另補充來源查核與時態說明;閱讀展前預告及企業數據時,請留意資料日期。

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