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透光發電兩相宜 鈣鈦礦太陽能窗技術突破商用門檻

倫敦大學學院研發團隊成功開發半透明鈣鈦礦太陽能窗,在30%透光率下實現14%模組發電效率,並完成30×30公分模組量產。美國新創Sofab Inks同步推動商業化,獲600萬美元融資,產業合作涵蓋九成鈣鈦礦業者。

Editorial Team2026/7/23更新 2026/7/23

半透明太陽能窗兼顧採光與發電

倫敦大學學院(UCL)研究團隊近期發表最新成果,成功開發出半透明鈣鈦礦太陽能窗,在維持30%透光率的同時,模組發電效率達到14%。這項技術突破不僅實現了30×30公分模組的可擴展製造,更為建築整合太陽能系統開闢新途徑。研究團隊指出,這種太陽能窗在炎熱地區能有效降低建築物的空調負荷,同時產生電力,達到節能減碳的雙重效果。

UCL團隊透過優化鈣鈦礦層厚度至約185奈米,並採用三氧化鉬/金/三氧化鉬(MoO₃/Au/MoO₃)透明電極,使電極透光率提升至59.9%。此外,研究人員引入3-三氟甲基-1H-1,2,4-三唑分子,透過與未配位鉛離子的配位作用,有效抑制電子陷阱效應,並穩定晶格結構。這項設計不僅延長了材料壽命,還將鈣鈦礦太陽能電池在室內光環境下的轉換效率提升至22%,創下同類技術的新高。

研究第一作者、UCL博士候選人黃詩銘表示,半透明鈣鈦礦太陽能窗的降溫效果與傳統隔熱玻璃相近,但多了發電功能。雖然傳統窗戶的透光率通常在80%至90%之間,但30%的透光率已足以滿足室內基本採光需求,同時實現可觀的發電效益。這項技術的輕量化與可撓曲特性,也讓其應用範圍擴展至曲面玻璃、車窗甚至太空太陽能等領域。

產業合作加速商業化進程

在技術突破的同時,美國肯塔基州新創公司Sofab Inks也在商業化方面取得進展。該公司於7月21日宣布完成600萬美元種子輪融資,由Cloudberry Ventures領投。Sofab Inks開發的Tinfab錫氧化物配方,成功取代了傳統鈣鈦礦電池中常用的C60富勒烯材料。C60富勒烯因機械強度不足,容易導致模組龜裂與電壓損失,而Tinfab的金屬氧化物奈米粒子鍵結強度較C60高出6至10倍,顯著提升了電池的耐用性。

Sofab Inks執行長布雷克·馬丁指出,Tinfab在30公分單接面模組上的發電效率達到22.3%,已接近實用水準。該公司目前已與約90%的鈣鈦礦產業建立合作關係,包括Alpha Precision Systems(APS)、Energy Materials Corporation及Halocell Energy等業者。APS執行長米格爾·弗里德里希表示,雙方合作兩年來,APS的狹縫式塗佈技術已與Sofab的Tinfab材料整合,為客戶提供一站式解決方案。

亞利桑那州立大學研究團隊近期也證實,Tinfab能有效解決富勒烯材料機械強度不足的問題。該校教授尼克·羅爾斯頓指出,富勒烯層是導致鈣鈦礦太陽能電池分層與壽命受限的主要弱點,而Tinfab的應用顯著改善了這一缺陷,提升了商業化可行性。羅爾斯頓表示,這項進展為鈣鈦礦太陽能電池的大規模應用掃除了關鍵障礙。

挑戰與前景並存

儘管鈣鈦礦太陽能窗技術取得重大突破,但長期耐候性、成本效益及商業化時程仍是業界關注的焦點。目前尚無大規模實際應用的案例,材料在不同氣候條件下的穩定性仍需進一步驗證。此外,製程標準化與市場接受度也是影響技術普及的關鍵因素。

UCL與Sofab Inks的研究成果為太陽能建材整合提供了新思路,但要實現大規模部署,仍需克服多項技術與市場挑戰。隨著產業合作的深化與技術的持續進步,鈣鈦礦太陽能窗有望成為建築節能與再生能源的重要解決方案,為全球能源轉型注入新動力。

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