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鈣鈦礦

鈣鈦礦 (Perovskite) 為一種統稱,泛指有相似結構的金屬鹵化物材料
它是一類具有特定晶體結構的材料。近年來,鈣鈦礦因在太陽能電池上的應用而受到高度關注,主要原因在於 其具備高光吸收效率、可調式能隙、製程溫度低與成本相對低廉等優勢。相較於傳統矽基太陽能電池,鈣鈦礦材料有潛力在提升轉換效率的同時,降低生產門檻,因此被視為新一代光電材料的重要發展方向。
鈣鈦礦製成原理
核心結構

其中A代表有機或無機陽離子
B是金屬陽離子(常見的是鉛或錫)
X是鹵素陰離子(碘化物或氯化物)
原始的礦物鈣鈦礦啟發了這一結構,
但用於太陽能電池的鈣鈦礦材料是經過合成設計,以最大限度提高光伏性能。
ABX₃晶體結構

由於鈣鈦礦材料在環境中容易降解、影響使用壽命。研究發現,添加多種有機和無機離子的鈣鈦礦太陽能電池可大幅提升性能和穩定性,因此科學家為了調配出最好的鈣鈦礦材料,加料不手軟,成份也愈來愈複雜。
「食材」組成

鈣鈦礦太陽能在建築應用的潛力
在全球淨零轉型的趨勢下,綠色能源已不再只是產業選項,而是建築領域無可迴避的核心課題。根據統計,建築部門約占全國 37% 的溫室氣體排放,涵蓋用電、空調、照明與建材生命週期等多個面向。
面對減碳壓力,台灣政府近年積極推動建築能源轉型,並提出「會發電的建築」作為重要策略,期望透過在建築本體導入再生能源,讓建築從能源消耗者轉變為能源生產者,以降低整體碳排放。
在此背景下,新型鈣鈦礦能源逐漸受到關注。相較傳統矽晶太陽能板,鈣鈦礦具備高轉換效率、材料輕薄、可撓曲及外觀設計彈性高等特性,更有潛力與建築外牆、玻璃或遮陽結構結合,減少對既有建築美感與空間配置的影響。因此,鈣鈦礦被視為下一代建築整合型太陽能(BIPV)發展的重要關鍵技術。

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