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在全球積極追求淨零排放的時代背景下，太陽能發電技術的進展備受矚目。近期，由中央研究院（以下簡稱中研院）領導的跨機構研究團隊在太陽能電池技術領域取得重大突破，成功開發出光電轉換效率超過31%的太陽能電池，為臺灣再生能源發展寫下新的里程碑。

這項創新的太陽能電池採用疊層式鈣鈦礦／矽基結構，工作原理則建立在光譜分工的概念上。傳統的矽基太陽能電池因受物理特性的限制，只能有效吸收特定波長範圍的太陽光，導致最高轉換效率受到限制，一般市售產品的效率最高僅為22∼24％。

新開發的疊層式設計巧妙地解決了前述光譜的限制。研究團隊在矽基太陽能電池上方添加了一層鈣鈦礦材料，這種配置能夠更有效地利用太陽光譜，由鈣鈦礦層負責吸收矽晶無法有效利用的高能光子，而剩餘的光子則穿透到下層的矽基電池中進行轉換。這種協同作用使得整體光電轉換效率大幅提升至31.5％。

選擇鈣鈦礦作為上層材料並非偶然，這種新興的光電材料具有多項優勢。首先，原料來源豐富，有助於降低生產成本；其次，製程設備需求相對簡單，可大幅減少建置成本；最後，這種材料有優異的光電特性，且具有可回收性，符合永續發展的需求。

研究團隊在開發過程中克服多項技術挑戰，其中最關鍵的是解決層間介面的問題。透過創新的連接層技術，團隊成功降低鈣鈦礦層與矽基層之間的介面損耗，實現高效率的電荷傳輸。這項突破使得二端點（two-terminal）電池元件的製作成為可能，為未來商業化奠定重要基礎。

雖然目前的成果仍屬於小面積元件階段，但研究團隊已經在規劃進一步的發展。下一步將致力於最佳化製程、擴大元件面積、提升元件穩定性，並開發更適合量產的製造方法。團隊也積極與產業界合作，期望加速技術商業化的進程。這項技術突破具有重大的實際應用價值，在相同的土地面積上，新型太陽能電池可以產生比傳統電池高出約30％的電力，這對土地資源有限、寸土寸金的臺灣來說極具意義。

中研院在南部院區建置了完整的疊層式太陽能元件製程設施與量測系統，並開放給全國產學研界使用，這種開放的研發環境將有助於促進整個太陽能產業的技術進步。這項研究成果不僅展現臺灣在再生能源技術領域的創新能力，也為全球淨零排放目標的實現提供重要助力。

新聞來源
中央研究院（2025年1月20日）。中研院宣布突破高效太陽能關鍵技術，國產下世代太陽能電池效率突破31%！ 中央研究院。https://www.sinica.edu.tw/News_Content/55/3044。