【第六屆鈣鈦礦論壇】光固化封裝守住鈣鈦礦長期穩定與量產節奏

鈣鈦礦太陽能電池走向商業化，不只要追求轉換效率，更要讓元件在水氣、氧氣、紫外光與溫度變化下維持穩定。永光化學李晏成協理指出，封裝就像容器的密封墊，必須隔絕外部環境，並避免材料本身與鈣鈦礦活性層發生不利反應。對產業而言，輸出維持初始值 80% 的 T80 壽命指標若要朝 20 年以上推進，封裝材料與製程便是不可迴避的關鍵。

鈣鈦礦商業化的最後一哩，不只在轉換效率，也在封裝能否長期隔絕水氣、氧氣與界面應力。

封裝決定元件能走多遠

傳統熱固化封裝往往需要超過 100°C 的製程溫度，可能對鈣鈦礦活性層造成熱負荷。不同材料的熱膨脹係數若不匹配，也可能在冷熱循環後形成界面空隙、脫層或微裂縫，使水氣與氧氣有機會滲入。加熱與冷卻所需的時間，還可能成為產線節拍的瓶頸，因此封裝不能只看黏著強度，也必須同時考量元件相容性與製造效率。

李晏成說明，液態封裝材料可流入玻璃與元件之間的細微空隙，降低界面留下通道的風險。永光化學開發的 Eversolar® AB 系列採紫外光（UV, Ultraviolet）固化，可依厚度與設備條件使用 365nm 或 405nm 光源，在室溫下於數秒至約 10 秒完成固化。相較長時間加熱，這項設計有助減少熱影響與能源使用，也為連續化製造保留更大的節拍彈性。室溫秒級光固化的價值，是同時降低熱負荷、填補界面孔隙，並為高速製造保留製程彈性。

從材料惰性到多元封裝方式

封裝膠與鈣鈦礦層直接接觸時，化學相容性格外重要。李晏成表示，材料設計須避免未反應成分影響活性層，並在完成固化後維持化學惰性。透過精密點膠控制用量，材料可依元件結構採框膠、全平面封裝或邊緣二次封裝，也能配合玻璃與軟性基材，因應透明、遮光或外觀客製等不同需求。

光固化仍須面對陰影區域無法直接受光的限制，因此製程可依結構搭配低溫二次固化。這顯示封裝方案並非單一材料替換，而是光源波長、膠層厚度、塗布路徑、基材與元件結構的共同設計。只有把材料特性納入模組與設備端，才能把實驗室配方轉化為可重複的量產製程。

可靠度必須由多重環境共同驗證

封裝材料的核心指標包括水氣穿透率（WVTR, Water Vapor Transmission Rate）、氧氣穿透率（OTR, Oxygen Transmission Rate）與紫外光照射後的黃變程度。李晏成分享，相關配方已透過內部比較、第三方檢測及不同研究團隊的元件測試，檢視阻水阻氧、抗黃變與長時間輸出維持能力。部分合作研究在 75°C、持續光照及高溫高濕等條件下進行 1,000 至 2,000 小時測試，呈現元件性能維持的正向結果，但不同結構、面積與封裝條件仍需分別驗證。

團隊也將材料帶入高能輻射的初步測試，觀察其在太空應用情境中的變化。現階段結果顯示材料變化有限，但真實太空環境仍涉及溫差、真空、輻射劑量與時間等多重因素，必須持續累積驗證。從室內元件到特殊環境，封裝材料的競爭力最終仍須回到可追溯、可重複的測試證據。

封裝材料的競爭力，必須由阻水阻氧、抗黃變、元件相容性與長期老化測試共同證明。

當鈣鈦礦技術從小面積元件走向模組與量產，封裝也從末端保護層轉為系統工程的一部分。室溫光固化提供降低熱負荷與縮短製程時間的路徑，而材料、元件、設備與可靠度標準的跨域整合，將決定這條路徑能否真正支撐長期應用。