耐用比發電效率更重要 — 淺談鈣鈦礦太陽能電池優劣（下）
文／宋瑞文 (媽盟特約撰述)
在日本被稱為次世代太陽能的鈣鈦礦太陽能電池（下圖），受到豐田汽車、三井不動產等，不同領域的大企業重視。台灣跟其他國家也加緊研發速度，前景看好。
*具有彈性又輕的鈣鈦礦太陽能電池，顏色、透明度都可以調整，
還能依照安裝場所客製化。（來源：ENECOAT）
如同坊間許多報導所提及的，鈣鈦礦太陽能電池有輕量、容易製造的優勢；另一方面，畢竟尚未大規模投入實用，它的劣勢又是為何？目前已克服多少？京都大學創立的鈣鈦礦太陽能電池公司「ENECOAT」有進一步的說明。
*日本研發鈣鈦礦太陽能電池的主要企業之商業化時程，例如積水化學工業是2025年，
最底下的ENECOAT，預計在2024年開始販賣室內用製品。（來源：ENECOAT）
光電變換效率
光電轉換效率，是衡量太陽電池把光能轉換為電能的能力，其值是一個百分數（wiki）。
2009年，横浜桐蔭大學宮坂力教授團隊發明鈣鈦礦太陽能電池，當時光電轉換效率僅有4%左右。該團隊經過三年努力仍未提升，而2012年牛津大學團隊提升至10%。
之後在各國團隊努力下急劇上升，2014年又一口氣再往上4%，其後平均每年上升1%，到2019年已經超過25%，和一般矽晶太陽能板相比，已經不遜色了。台灣在2023年8月也傳出好消息，台灣鈣鈦礦科技（TPSC）測得33.5%。
美中不足的是，鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率，會隨著面積增大而下降。
競逐最高光電轉換效率的鈣鈦礦太陽能電池，面積非常小，僅有0.01平方公分而已。僅僅超過1平方公分，光電轉換效率就急遽下降。20平方公分的鈣鈦礦太陽能電池，還不能達到20%光電轉換效率。
*鈣鈦礦太陽能電池在光電變換效率與尺寸的反比關係。
縱軸為光電變換效率，橫軸為研發進度的年份。
紅色線是小於0.01平方公分的實驗室電池尺寸，
越往下的顏色線，尺寸越大。（來源：ENECOAT）
不過，800平方公分相對上大的鈣鈦礦太陽能電池，其光電轉換效率在近年突飛猛進，預期在幾年內，光電轉換效率有可能超過20%，接近商用製品的尺寸，以及其他以商用為目標的尺寸也在研發中。
商用尺寸的鈣鈦礦太陽能電池，其光電轉換效率一旦超過20%，和一般矽晶太陽能板相比，就真的不遜色了。其後研發的目標將是提升耐用年限與降低成本。從實用的觀點看，這些比光電變換效率還要重要。
和一般矽晶太陽能板相比，鈣鈦礦太陽能電池的耐用性低。這是因為後者使用的鈣鈦礦結晶，會受到水蒸氣與氧氣的影響，在大氣環境中使用年限會顯著縮短。因此必須隔絕於大氣，但即便如此，耐用程度仍不如矽晶太陽能板。
即便光電變換效率變低，如果耐用性高，製造成本便宜，仍有可能商用。但耐久性差的話，使用壽命一到，馬上就不能用，也不能再利用，在市場上缺乏競爭力。
因此，目前鈣鈦礦太陽能電池在研發上的競爭，從原本的光電變換效率，把目標轉向高耐用性與低成本的模組。
2023年，京都大學若宮淳志教授的研究團隊，有效率地組合具有種種特徵的物質，混合錫鉛，保護鈣鈦礦太陽能電池的表面，得到的成果為：在氮氣中維持2000小時、在空氣中450小時以上，仍維持最初發電效率90%、光電變換效率22.7%。
如同「ENECOAT」的說明，近年日本各研究單位在發表鈣鈦礦太陽能電池研究成果時，有些會附上耐用時間。比如，日本國立物質材料研究機的連續發電1000小時以上（光電轉換效率20%），或積水化學工業和NTT數據公司的10年耐用期間（光電轉換效率15%）。
*積水化學工業的軟片型鈣鈦礦太陽能電池將設置於大阪梅北車站廣場。
（來源：JR西日本）
在耐用性之外，能夠保持可彎曲特性的柔性基板，與大規模的印刷生產技術，也是鈣鈦礦太陽能電池邁向商用時不可或缺的角色。
儘管還有耐用性等實用上的關卡，但鈣鈦礦太陽能電池在輕量、製造成本低等利基仍在。期待各國研發團隊的才智與努力，能讓人類在利用太陽能板的同時，不至於和環境產生衝突，兩全其美且不陷入兩難。